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美国科学家发明3D打印超微型电池

2018-01-19 09:18:32
手指尖上的超微型电池手指尖上的超微型电池原理图原理图

  即便你不是一个电子产品爱好者,你也会注意到电子产品的体积正在惊人地缩小。Arduinos和Raspberry Pi变得如此之小,它们可以植入任何手持电子设备。但是目前电子产品微型化遭遇了瓶颈,主要是因为电池无法做得更小,这就是为什么微芯片间谍设备和微型医疗植入设备目前还很难成为现实。

  注:Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台,包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(Arduino IDE)。而Raspberry Pi是一款针对电脑业余爱好者、教师、小学生以及小型企业等用户的迷你电脑,预装linux系统,体积仅信用卡大小,搭载ARM架构处理器,运算性能和智能手机相仿。

  伊利诺伊大学香槟分校的科学家们认为他们可以打破这种僵局,他们运用一种特殊的3D打印技术制造了一个超微型电池。他们使用3D打印联合2D全息光刻技术,可以制造出非常微小的结构,而且是一次成型。换句话说,就是用逐层使用2D光刻技术,打印出3D的电池。他们运用这种技术制造的这种锂离子电池可以产生0.5mA的电流,足以点亮LED光源。同样也可以用于其它微型电子设备和医疗设备,这种电池虽然身材很小,但电量可不小。材料科学和工程学教授Paul Braun在大学网站上声称:“这种3D打印电池性能出众,有良好的可塑性,未来实际应用前景将非常广泛。”

  “现在很多电子产品无法进一步微型化,就是因为微型电池技术拖后腿了。这种最小化的高效高能芯片式电池应用前景将非常广泛,可以用于微型电机、分布式无线传感器和发射器以及移动式和植入式医疗设备。”

  此研究结果已经发表在《美国国家科学院院刊》上,第一作者是宁海龙(音译),他说他们将多种制造技术相结合,可以定义电池的大小、形状、表面积、孔隙度和弯曲度。这些参数主要是在蚀刻步骤加以控制,可以提供灵活的设计方案,用于下一代的芯片设备上的电力供应。” 这种电池具有很好的可延展性,可以与精密加工相兼容。 人们对这些有趣的3D印刷电池的期望值很高,特别是在医学应用方面。不幸的是,我们还得等几年这项技术才会进入商用。

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