211service.com
Virusų surinktos mikrobaterijos
Elektroniniams prietaisams mažėjant, didėja panašiai mažų energijos šaltinių paklausa. Dabar MIT mokslininkai pranešė apie svarbią pažangą kuriant tokias mikroskopines baterijas. Jie panaudojo virusą, kad surinktų anodus ant elektrolito sluoksnių – dviejų iš trijų pagrindinių veikiančios baterijos komponentų – ir prijungtų juos prie srovę renkančių paviršių. Komponentai, aprašyti šią savaitę Nacionalinės mokslų akademijos darbai , yra tik keturių mikrometrų pločio ir gali būti pritaikyti laboratorijose naudojant lustą ar kitus mažus medicinos prietaisus, teigia mokslininkai.
Maitinimo įpakavimas: MIT mokslininkai sukūrė virusų pagrindu veikiančias mikrobaterijas, atspausdintas ant keturių platinos juostų, besiplečiančių į kairę. Dvi eilės baterijų elektrodų, per mažų, kad čia būtų matyti, yra išlygiuotos ant kiekvienos platinos juostos kūginio galo ir uždengtos ličio folija, kad būtų galima atlikti elektrinius bandymus.
Mikroskopinių baterijų kūrimas praeityje buvo sudėtingas, nes mažėjant akumuliatoriaus dydžiui mažėja elektrochemiškai aktyvių medžiagų dalis. Kita elektronikos tendencija yra modeliuoti įrenginius ant lanksčių arba išlenktų paviršių, prie kurių turi būti pritaikyti energijos šaltiniai. MIT darbas rodo, kad mažos, patikimos baterijos gali būti pagamintos tiek mikroskopiniu mastu, tiek įterptos į įvairius paviršius.
Nauja šiame tyrime yra ir [baterijos elektrodų] dydis, ir procesas, kurį naudojome jiems nustatydami. Angela Belcher MIT medžiagų mokslo profesorius, bendradarbiavęs su kolegomis Vis dėlto Mingas Čiangas ir Paula Hammond apie darbą. Jie pradėjo ėsdinti keturių mikrometrų pločio ir kelių mikrometrų aukščio stulpelius ant silicio pagrindo paviršiaus, kad būtų veiksmingai sukurtas antspaudas. Tada ant šių kolonų jie nusodino kintamus dviejų skirtingų polimerų sluoksnius, kurie tarnavo kaip kietojo elektrolito ir akumuliatoriaus separatorius.
Tada virusas vadinamas M13 , kurį mokslininkai naudojo ankstesniuose savarankiško surinkimo tyrimuose, buvo naudojamas anodui gaminti. Virusas sudarytas iš baltymų, kurie gali būti genetiškai modifikuoti, kad reaguotų su tam tikromis medžiagomis. Šiuo atveju ant kieto elektrolito jis sukūrė struktūrizuotas kobalto oksido nanolaidelių matricas. Galiausiai surinkti elektrodai buvo apversti ir prispausti ant plonų platinos juostų, kurios buvo sujungtos su variniu kontaktu, kad būtų galima surinkti srovę iš įrenginio.
Tyrėjai išbandė prietaiso veikimą naudodami ličio folijos sluoksnį ir nustatė, kad elektrodų kokybė yra lygiai tokia pati, kaip ir anksčiau, sako Belcheris, turėdamas galvoje ankstesnius grupės demonstravimus apie didesnius nuo virusų surinktus akumuliatorius. Ji priduria, kad kobalto oksido anodo įkrovimo talpa yra daug didesnė nei anglies pagrindu pagamintų elektrodų, paprastai naudojamų ličio jonų akumuliatoriuose, ir kad jis yra stabilus viso įkrovimo ir iškrovimo metu. Jame taip pat yra didesnis aktyviosios medžiagos tankis nei įprastų baterijų.
Kiti virusų surinkimo pranašumai yra veikimas kambario temperatūroje ir tikslus nanomedžiagų dydžio ir atstumo valdymas, todėl prietaisai yra vienodi ir lengvai atkuriami. Kitas mokslininkų tikslas yra pridėti viruso surinktą katodą, kad būtų sukurta visa baterija. Kadangi jie eksperimentavo su skirtingomis medžiagomis ir gamino katodus didesniu mastu, Belcher sako, kad mikrokatodus įtraukti į spausdinimo metodą tikrai įmanoma. Ji priduria, kad ateityje jie dirbs su didesnio energijos tankio įrenginiais ir kurs biologiškai suderinamus įrenginius.