Международная группа исследователей разработала конструкцию мягких энергетических ячеек, которые могут стать источником энергии для кардиоводителей, медицинских имплантатов, “умных” контактных линз, устройств из серии “Интернета вещей” и прочей миниатюрной электроники. Такая мягкая батарея может выработать напряжение до 110 Вольт, гораздо меньше, чем может вырабатывать тело ее живого прототипа, электрического угря. Тем не менее, и таких параметров новой батареи вполне достаточно для удовлетворения энергетических потребностей широкого ряда электронных устройств.
Электрический угорь способен вырабатывать импульсы высокого напряжения, достаточно сильные, чтобы убить лошадь. “Тело угря способно мгновенно поляризовать и деполяризовать тысячи специальных клеток для того, чтобы произвести импульсы высокого напряжения” – рассказывает Макс Штейн (Max Shtein), профессор из Мичиганского университета, – “С технической точки зрения это захватывающая система, и нам не составило большого труда повторить ее при помощи обычных материалов”.
Новая батарея изготавливается при помощи технологии печати, использующей в качестве чернил растворы солей с ионами натрия и хлора. Печать осуществляется на поверхности тонких листов из материала на основе гидрогеля. На одном из листов материала чередуются области, покрытые соленой и чистой водой, а другие листы представляет собой ионные мембраны, позволяющие проникать сквозь себя только положительно заряженным ионам натрия или отрицательно заряженным ионам хлора.
При складывании таких листов материала положительные ионы начинают перемещаться через одну из мембран, а отрицательные – через другую, что приводит к возникновению электрического тока. Для увеличения эффективности батареи исследователи использовали технику оригами под названием сгиб Миуры (Miura fold). Такой метод используется сейчас для складывания солнечных батарей искусственных спутников в момент их транспортировки и запуска в космос, он позволяет достаточно просто и без проблем развернуть их в рабочее положение при выходе в космическое пространство.
Образ сгиба Миуры был создан на листе батареи при помощи луча лазерного света, после чего батарея была свернута, капли соленой и чистой воды соединились через соответствующие ионные мембраны и батарея начала вырабатывать электрический ток.
Отметим, что данная технология находится только в самой ранней стадии ее реализации. И исследователям предстоит проделать еще массу работы для увеличения эффективности, срока работы и других параметров новых батарей.