Створено акумулятор менше пилинки, що генерує ту ж напругу, що і ААА-батарейка

Об'єднавши мініатюрну електроніку з виробами, натхненними орігамі, вчені з Німеччини розробили, за їхніми словами, найменший з існуючих мікросуперконденсаторів.

Новий пристрій стане в нагоді для харчування імплантів і крихітних датчиків всередині тіла людини

Вчені, які створили новий акумулятор, працювали в області нано-суперконденсаторів (nBSC): це аналоги звичайних конденсаторів, але зменшені до субміліметрового масштабу. Розробка пристроїв такого типу досить складна, але дослідники прагнули створити прилад, який міг би безпечно працювати в людському тілі для харчування крихітних датчиків та імплантатів. У першу чергу такий підхід вимагав заміни проблемних матеріалів і корозійних електролітів на біосумісні.

Подібні агрегати відомі як біосуперконденсатори, і найменші з них на сьогоднішній день досягають 3 кубічних міліметрів. Однак вчені зробили величезний крок вперед з точки зору того, продемонструвавши, наскільки крихітними насправді можуть бути біосуперконденсатори.

Конструкція їх винаходу являє собою набір полімерних шарів, стиснутих разом зі світлочутливим фоторезистивним матеріалом, який діє як струмоприймач. Крім цього, в комплект входять розділова мембрана і електроди, зроблені з електропровідного біосумісного полімеру під назвою PEDOT: PSS.

Стопка полімерів розміщується на тонкій пластині, яка піддається високому механічному напруженню, що змушує різні шари матеріалу чітко відшаровуватися один від одного і складатися в стилі орігамі в нанобіосуперконденсатор з об'ємом 0,001 мм³. Ці трубчасті біосуперконденсатори, таким чином, в 3000 разів менше вже існуючих аналогів, але можуть генерувати напругу, еквівалентну AAA-батареї (хоча і з набагато меншим фактичним струмом).

Крихітні пристрої були поміщені у фізіологічний розчин, плазму крові і саму кров, щоб продемонструвати здатність успішно накопичувати енергію. Біосуперконденсатор виявився особливо ефективним у крові, де він зберіг до 70% своєї ємності після 16 годин роботи. Інша причина, через яку кров може бути найбільш підходящим середовищем для біосуперконденсатора, полягає в тому, що пристрій працює з притаманними йому окислювально-відновлювальними ферментними реакціями і живими клітинами. За їх рахунок воно перевантажує свої власні реакції накопичення заряду, що підвищує підсумкову продуктивність на 40%.

Команда також піддала пристрій впливу сил, які він може випробовувати в кровоносних судинах, де коливаються потік і тиск. Для цього вчені помістили новинку в мікрожидкісткові канали, зробивши щось на зразок випробувань в аеродинамічній трубі, які прилад витримав «на відмінно».