可为尘埃大小计算机供电的微型电池诞生
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可为尘埃大小计算机供电的微型电池诞生,德国开姆尼茨理工大学研究团队研发出了全球最小的电池,比空气中的尘埃还要微小,可为尘埃大小计算机供电的微型电池诞生。
可为尘埃大小计算机供电的微型电池诞生1
北京时间2月23日消息,德国开姆尼茨理工大学研究团队在《先进能源材料》期刊发表论文,称开发出了世界上最小的电池,可以为尘埃大小的计算机提供电源。
包括可以植入人体内的传感器在内的微型智能设备,需要尺寸比一粒尘埃还小的计算机处理数据。随着智能设备越来越小,为它们提供电源成为难题。
当前微型电池通过在芯片堆叠薄膜存储电能
现有微型电池通过在芯片上堆叠薄膜存储电能,但大小受到存储电量的限制。为解决这一难题,开姆尼茨理工大学研究团队将薄膜卷起来,可以存储更多电能。
新电池可以重复充电,为微型计算机提供至多10小时电能。目前新电池尚不具备市场化条件。
他们的目标是开发能量存储密度达到每平方厘米100微瓦的可充电电池,适合大多数微型计算机使用场景,其中包括测量环境气温。
可为尘埃大小计算机供电的微型电池诞生2
2月23日消息,《先进能原材料》期刊上发表了一篇论文,内容显示德国开姆尼茨理工大学研究团队研发出了全球最小的电池,比空气中的尘埃还要微小,可以直接用来给尘埃大小的微型计算机供电。
据了解,目前市面上已经有很多可以植入体内的传感器或微型智能设备,它们内部都会嵌入和尘埃一般大小的计算机,用于处理和存储数据。随着这些传感器或智能设备的体积越来越小,想要给它们供电就变得越来越困难。
这些设备使用的微型电池,很多都是通过在芯片上堆叠薄膜来存储电能,电量非常有限,受到的限制也很多。开姆尼茨理工大学研究团队选择将薄膜卷起来,让它们可以存储更多的.电能,这一设想已取得初步的成功。
这种全球最小的电池还可以反复充电,充满电能为微型计算机提供10小时以上的续航。未来,该团队还打算开发能量存储密度达到100微瓦/c㎡的可充电电池,能适用于更多微型计算机使用场景等。可惜的一点是,这款新电池暂时还只是PPT产品,不具备市场化的条件。
据了解,医疗领域很早之前就在探索使用“微型机器人”治疗疾病的可行性,并且也研发出众多可植入体内并治疗疾病的微型电子机器人。同样是在德国开姆尼茨工业大学,由Oliver idt教授领导的研究团队在2020年开发出世界最小的微型机器人,尺寸为0.8*0.8*0.14mm,能够把药物直接携带到体内并送达指定区域,以起到更加针对性的治疗效果。
美国宾夕法尼亚大学的马克·米斯金教授及其团队还研发出一款带腿可行走的微型机器人,设想是用于半导体领域,可以用来修复手机电池、芯片,甚至用于探索人类大脑信号等。
虽然这些微型机器人、微型计算机距离普通人特别遥远,但在某些领域确实已经较为成熟。微型计算机的诞生,对于探索人体奥秘,治疗一些疾病真的特别有帮助,未来如果能通过微型计算机了解人体的更多特性,一些不治之症说不定也能有被治愈的一天。
还是很看好微型计算机和微型电池的未来,希望能够在更多领域看到它们的身影。
可为尘埃大小计算机供电的微型电池诞生3
德国开姆尼茨工业大学及中国长春应用化学研究所科学家在《先进能源材料》杂志上撰文称,他们研制出了迄今世界上最小的电池,可为一粒灰尘大小的计算机供电,未来有望在物联网、微型医疗植入物、微型机器人系统和超柔性电子等领域大显身手。
电子产品一直在朝小型化迈进,小型微电子设备(如植入人体内的传感器系统)需要比一粒灰尘还小的计算机和电池。但迄今为止,缺乏可随时随地运行的电源,以及很难生产可集成的微电池这两大因素阻碍了这一趋势。
科学家们称,通过开发合适的电池或“采集”发电方法,可以为微小的亚毫米级计算机供电。但目前微型电池的生产方法与普通电池大相径庭,如拥有高能量密度的紧凑型电池(纽扣电池等)使用湿化学方法制造而成,使用这种标准技术生产的微电池可以提供良好的能量和功率密度,但其直径明显超过1平方毫米。
研究团队的目标是设计一种直径小于1平方毫米、可集成在芯片上的电池,其最小能量密度仍为100微瓦时/平方厘米。为实现这一目标,该团队在微型规模上集成了集电器和电极条——特斯拉也在大规模使用类似工艺制造其电动汽车用电池。
研究人员使用到了所谓的“瑞士卷”或“微型折纸”工艺。他们在晶圆表面连续涂覆聚合物、金属和介电材料薄层,形成具有内在张力的分层系统。薄层被剥离会释放出机械张力,随后自动弹回去卷成“瑞士卷”。因此,不需要外力就能制造出一个自卷绕圆筒式微型电池。
利用这种方法,团队制造出可以反复充电的迄今最小的微电池,其比一粒盐还小,能为世界上最小的计算机芯片供电约10个小时。而且,该方法与现有芯片制造技术兼容,能够在晶圆表面生产高通量微型电池。
研究人员称,这款微型电池有望在物联网、微型医疗植入物等领域大显身手,应用于未来的微纳电子传感器和执行器内。他们表示,这项技术仍有巨大的优化潜力,未来可能会出现更强大的微电池。
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