მიკრო ბატარეებს აქვთ წარმოუდგენელად დიდი პოტენციალი მიკრომოწყობილობების, მიკრორობოტებისა და იმპლანტირებადი სამედიცინო მოწყობილობების კვების მხრივ. თუმცა, ბოლო დრომდე ისინი არ იყვნენ ძალიან ეფექტური, რადგან მათ არ ჰქონდათ შესაბამისი ენერგია.

ახლა, ილინოისის უნივერსიტეტის Urbana-Champaign-ის მკვლევრებმა შექმნეს მაღალი ძაბვის მიკრობატარეა, რომელიც შეუდარებელია დიზაინიდან და ზომიდან გამომდინარე, ნათქვამია ინსტიტუტის პრესრელიზში.

მცირე მოწყობილობების პოტენციალის ათვისება

"ჩვენ გვჭირდება ძლიერი და მცირე ზომის ბატარეები მიკრო მასშტაბის მოწყობილობების სრული პოტენციალის ასათვისებლად. ეს უნდა მოხდეს ელექტროდების არქიტექტურის გაუმჯობესებითა და ბატარეების ინოვაციური დიზაინით", — განმარტა ინჟინერიის პროფესორმა პოლ ბრაუნმა.

ერთი პრობლემა, რომელიც მკვლევრებს უნდა დაეძლიათ, იყო ის, რომ ბატარეების დაპატარავებასთან ერთად, ელექტროდის ფართობი უფრო მცირე ხდება, რაც იწვევს ენერგიისა და სიმძლავრის მნიშვნელოვან შემცირებას.

ამ პრობლემის გადასაჭრელად გუნდმა შეიმუშავა შეფუთვის ახალი ტექნოლოგია, რომელიც იყენებს დადებითი და უარყოფითი დენის კოლექტორებს, როგორც თავად შეფუთვის შემადგენელს.

შედეგად მიიღეს პატარა მიკრობატარეები, რომლებიც კვლავ აწარმოებდნენ მაღალ საოპერაციო ძაბვას.

"დღემდე, ელექტროდების არქიტექტურა და უჯრედების დიზაინი მიკრო-ნანო მასშტაბით შემოიფარგლება სიმძლავრის მკვრივი დიზაინით, რაც გამოწვეულია ფორიანობისა და მოცულობითი ენერგიის სიმკვრივით. ჩვენი კვლევა წარმატებული იყო მიკრომასშტაბიანი ენერგიის წყაროს შესაქმნელად, რომელიც ავლენს როგორც მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივეს, ასევე მოცულობითი ენერგიის სიმკვრივეს", — ამბობენ მკვლევრები.

ინოვაცია აერთიანებს ბევრ სექტორსა და ინდუსტრიას.

აპლიკაციების თვალსაზრისით, ერთ-ერთი გადამწყვეტი შეიძლება იყოს მწერების ზომის მიკრორობოტების ენერგიით მომარაგება, რათა მიიღონ ღირებული ინფორმაცია ბუნებრივი კატასტროფების, სამძებრო და სამაშველო მისიების დროს.

კვლევის თანაავტორმა ჯეიმს პიკულმა აღნიშნა, რომ "მაღალი ძაბვა მნიშვნელოვანია ელექტრონული დატვირთვის შესამცირებლად, რომელიც მიკრორობოტს სჭირდება. ეს ნიშნავს, რომ ბატარეები იძლევა სისტემის დონის გაუმჯობესებას ენერგიის სიმკვრივის გაზრდის გარდა. ეს რათა პატარა რობოტებმა შეძლონ უფრო შორს გამგზავრება ან უფრო კრიტიკული ინფორმაციის გაგზავნა", — დაასკვნა პიკულმა.

"ჭკვიანი მტვრის" ზომის ბატარეები

მკვლევრები დიდი ხნის განმავლობაში მუშაობდნენ მიკრობატარეებზე და გარკვეული წარმატებაც ჰქონდათ — ეს მანამ, სანამ "ჭკვიანი მტვრის" ზომის ბატარეებამდე არ დავიდნენ.

თუმცა, უკვე 2022 წლის აგვისტოში, ქიმინიცის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა ბრინჯის მარცვლის ზომის მიკრობატარეები შეიმუშავა. მაშინ მათ განაცხადეს, რომ მათი გამოგონება მომავალში მოწინავე აპლიკაციების გასაძლიერებლად იქნებოდა გამოყენებული. საუბარია ჭკვიან მიკროსენსორებსა და მილიმეტრიანი მასშტაბის გამოთვლით მოწყობილობებზე. მათ "ჭკვიან მტვერსაც" უწოდებდნენ.

ამ ტიპის "მტვერი" შედგებოდა მიკრო და ნანო-მასშტაბიანი მოწყობილობებისგან, რომლებიც ყველგან იქნება გავრცელებული, მათ შორის ქალაქებში, ქარხნებში და ტყეებში. ისინი ემსახურებიან ჩვენს ირგვლივ მიმდინარე სხვადასხვა ცვლილებების რეალურ დროში მონიტორინგს.

ახლა კი, როგორც ჩანს კიდევ უფრო წინ წავიწიეთ. კვლევა პირველად გამოქვეყნდა Cell Reports Physical Science-ში.