Исследователи из Хемницкого технического университета представили уникальную разработку, которая способна питать даже самые маленькие компьютеры и чипы. Это миниатюрная батарейка, размер которой сравним с крупицей соли. Ученым удалось изобрести прикладной метод, который решит важнейшую проблему микроэлектроники. В дальнейшем их батарейка сможет питать небольшие устройства в человеческом теле, а также использоваться в робототехнике.
Современная микроэлектроника для медицинских нужд требуют использования крайне миниатюрных компьютеров. Размер некоторых из этих систем сравним с пылинкой. Увы, в данный момент их развитие тормозят два фактора. Во-первых, свою роль играет разница в размерах микроэлектроники и батарей, необходимых для ее автономной работы. Во-вторых, производители мини-аккумуляторов вынуждены выбирать между компактностью и ресурсоемкостью.
I am very glad to share our recent paper on tiny batteries, a preliminary result of Swiss-roll (Jelly-roll) type on-chip microbattery less than 0.1 square millimeter. More results will follow with the support of @ERC_Research @TUChemnitz @AdvSciNews
— Minshen Zhu@TU Chemnitz (@c_minshen) February 21, 2022
https://t.co/aXZgUHebpj
С этой проблемой справился профессор Хемницкого технологического университета Оливер Г. Шмидт. Команда под его руководством представила результаты своей работы в конце февраля. На сайте учебного заведения появилась информация об уникальных перезаряжаемых микробатареях субмиллиметрового масштаба, которые могут снабжать энергией даже самые маленькие компьютерные чипы. Их хватает примерно на десять часов. Разработка немецких ученых имеет большой потенциал для будущего нанотехнологий.
Для создания столь небольшого элемента питания исследователи использовали принцип «швейцарского рулета» (Swiss-roll). К слову, подобную технологию активно внедряет корпорация Илона Маска Tesla. Ее суть заключается в том, что на поверхность натянутой пластины наносят тонкие слои нескольких специальных материалов. Затем они отслаиваются под механическим воздействием, из-за чего происходит перепад напряжения.
Ученые рассматривали и другие методы решения проблемы, но все они оказались неподходящими по тем или иным причинам. К примеру, в сельскохозяйственной сфере активно используются генераторы, преобразующие тепло в электричество. Однако их мощность слишком мала для питания микрочипов. Еще одним перспективным способом является внедрение фотоэлектрических элементов, работающих с помощью преобразования солнечного света. Однако такая технология абсолютно бесполезна для чипов, которые используются в медицинских целях, ведь они попросту не смогут функционировать в человеческом теле. К счастью, новые мини-аккумуляторы помогут решить эту проблему.
