Deutsche Wissenschaftler der Technischen Universität Chemnitz haben eine Technologie entwickelt, die es ermöglicht, die kleinsten Batterien der Welt herzustellen, die ihrer Meinung nach zur Stromversorgung kleiner, im menschlichen Körper eingebetteter Sensoren verwendet werden könnten. Sie beschreiben die Herstellung dieser Batterien als einen von einer Rolle inspirierten Selbstmontageprozess. Sie nannten es so - Swiss-Roll.
Nach Angaben der Forscher ließen sie sich von einem Konfekt inspirieren, aber statt Teig und Marmelade schichteten sie Stromabnehmer und Elektrodenstreifen aus Polymer, Metall und dielektrischen Materialien auf eine gespannte Platte. Dann wird die Spannung gelöst und die Materialien werden umeinander gerollt, nehmen die Struktur einer Rolle an und bilden eine "zylindrische selbstrollende Batterie". Dieses Gerät ist etwa so groß wie ein Salzkorn und hat eine Fläche von weniger als einem Quadratmillimeter. In diesem Fall erreicht die minimale Energiedichte 100 Mikrowattstunden pro Quadratzentimeter.
Die Eigenschaften der Batterie erlauben den Forschern zufolge die Integration in winzige Systeme, etwa in den menschlichen Körper eingebettete Sensoren. Sie wiederum können verwendet werden, um den Sauerstoffgehalt im Gewebe zu verfolgen, die Genesung nach einer Operation zu überwachen und die Funktion lebenswichtiger Organe zu überwachen. Die Wissenschaftler sagen, dass ihre Erfindung die kleinsten Chips etwa 10 Stunden lang mit Strom versorgen kann.
Die Forscher glauben, dass die von ihnen geschaffenen wiederaufladbaren Mikrobatterien auch in Robotersystemen und ultraflexibler Elektronik eingesetzt werden könnten.
„Diese Technologie hat noch großes Optimierungspotenzial und wir können in Zukunft mit deutlich leistungsfähigeren Mikrobatterien rechnen“, sagt Studienleiter Professor Oliver Schmidt.
2022-02-21 18:01:47
Autor: Vitalii Babkin