Mikrobaterie a zrnko soli. Kredit: TU Chemnitz/Leibniz IFW Dresden.

Miniaturizace elekroniky je k nezastavení. To ale neznamená, že nemusí čelit překážkám. Jednu z těch opravdu palčivých představují zdroje energie, které by byly vhodné pro miniaturní zařízení. Stručně a jednoduše, baterie jsou obvykle stále ještě příliš těžké na to, aby je bylo možné použít v opravdu velmi malých zařízeních.

Vědci to ale nevzdávají. S novou technologií nedávno přišli odborníci německé techniky Technische Universität Chemnitz (TU Chemnitz), kteří vyvinuli nejmenší nabíjitelnou baterii na světě. Při tvorbě designu baterie, který využívá samouspořádávající proces, se dle vlastních vyjádření inspirovali výrobou rolády. Nepoužili ovšem cukr a mouku, nýbrž vrstvy polymerových, kovových a dielektrických (elektricky izolujících) materiálů.

Oliver Schmidt vpravo. Kredit: Jacob Müller.

Vrstvy uspořádali takovým způsobem, že se samovolně smotají jako roláda a vytvoří pozoruhodnou baterii. Výsledná mikrobaterie se vejde do jednoho čtverečního milimetru, má šířku zhruba jako zrnko prachu a o něco menší než zrnko soli. Pojme minimálně 100 µWh na čtvereční centimetr.

Podle tvůrců je nová baterie vhodná pro začlenění do miniaturních čipů, například v biokompatibilních senzorech pro lidské tělo. Podobná zařízení mohou mít velmi rozmanité využití, od monitorování kyslíku v obtížně dostupných tkáních, až po sledování hojení a regenerace po chirurgických zákrocích či úrazech.

Logo. Kredit: TU Chemnitz.

V dnešní době takové miniaturní senzory obvykle nějakým způsobem těží energii ze svého prostředí, například z mechanických vibrací nebo třeba z okolního tepla. Tyto technologie ale nefungují za všech okolností, například právě uvnitř lidského těla. Vedoucí výzkumu Oliver Schmidt a jeho kolegové jsou přesvědčeni, že řešením by mohly být jejich „roládovým“ postupem vytvořené baterie, které by mohly pohánět nejmenší počítačové čipy zhruba 10 hodin. Uplatnit by se mohly i v miniaturních robotických systémech, ultraohebné elektronice i v řadě dalších aplikací. Schmidt k tomu dodává, že mají stále velké rezervy v optimalizaci této technologie, takže v budoucnu očekávají ještě mnohem výkonnější mikrobaterie.

Literatura

New Atlas 20. 2. 2022.

Advanced Energy Materials online 9. 2. 2022.