Биоразлагаемый аккумулятор из сажи и опилок

12.06.2021

Исследователи из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) представили аккумуляторную батарею, полностью разлагаемую в естественной среде. В основе аккумулятора лежит целлюлоза, желатин, углерод в виде сажи и ряд других безопасных для среды веществ. Такие батареи пригодятся для одноразовой медицинской электроники и датчиков мониторинга, которые после утилизации не нанесут вред природе и здоровью человека.

Разработанная учеными технология предполагает послойную печать аккумулятора (или суперконденсатора, как его предпочитают называть разработчики) на обычном 3D-принтере. Чернила и их состав подобраны таким образом, чтобы обеспечить равномерное нанесение и затвердевание материала с соответствующими свойствами: электропроводностью для электродов, ионной проводимостью для электролита и прочностью для корпуса.

В основе чернил или рабочего материала для 3D-принтера лежит желатин. В смесь для печати составных элементов аккумулятора входят нановолокна целлюлозы и нанокристаллы целлюлозы, углерод в виде сажи, графита и активированного угля, а также щепотка поваренной соли для ионной проводимости. Для разжижения состава исследователи используют глицерин, воду и два разных типа спирта.

В процессе печати последовательно создаются четыре слоя аккумулятора: гибкая подложка, проводящий слой, электрод и, наконец, электролит. Затем все складывается в этакий бутерброд с электролитом в центре. Батарея показала способность хранить электричество в течение нескольких часов и может питать небольшие цифровые часы. Она выдерживает тысячи циклов зарядки и разрядки и обещает годы хранения даже при отрицательных температурах, а также устойчива к давлению и ударам.

<< Назад: Экологичный способ переработки литий-ионных батарей 13.06.2021

>> Вперед: Дроны и коронавирус 12.06.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Цыплята из искусственного яйца, напечатанного на 3D-принтере 29.05.2026

Компания Colossal Biosciences, известная своими амбициозными инициативами по "воскрешению" вымерших животных, достигла важного прорыва. Специалистам удалось вырастить цыплят из полностью искусственного яйца, созданного с помощью 3D-печати. Эта технология рассматривается как значительный шаг на пути к возможному возрождению одного из самых впечатляющих представителей исчезнувшей фауны - гигантского моа. Южноостровной гигантский моа (Dinornis robustus) был одной из самых высоких птиц в истории Земли. Самки этого нелетающего родственника страусов могли вырастать выше двух метров и дотягиваться до пищи на высоте до 3,6 метра. Эти гиганты обитали в Новой Зеландии, однако полностью исчезли примерно в XV веке после активной охоты со стороны первых поселенцев-маори. Теперь Colossal Biosciences пытается вернуть подобных птиц в современный мир с помощью передовых биоинженерных решений. Искусственное яйцо, разработанное компанией, состоит из титановой решетчатой оболочки, изготовленной на 3 ...>>

Робот-бариста Jarvis 29.05.2026

Американский стартап Artly представил роботизированного баристу по имени Jarvis, который уже работает в кафе Muji в Портленде. Эта система не просто механически готовит кофе - она старается максимально точно воспроизводить технику и навыки чемпионов кофейного мастерства, превращая авторский кофе в стабильный и масштабируемый продукт. Основателем кофейной философии проекта стал Джо Янг, занимающий должность Chief Coffee Officer в Artly. Выросший в Китае, он впервые попробовал кофе только в 2007 году во время учебы в Оклендском университете в Новой Зеландии. Сначала эспрессо привлек его как самый бюджетный напиток в меню, но постепенно интерес перерос в профессиональную страсть. Джо Янг стал победителем нескольких национальных чемпионатов США по обжарке кофе, приготовлению напитков и лате-арту. Для обучения Jarvis команда Artly применила систему захвата движений. На руку Джо Янга установили специальные датчики, которые записывали каждое движение при наливании молока и создании лате ...>>

Генетический резервный план растений 28.05.2026

Многие растения обладают удивительной способностью адаптироваться к самым суровым условиям окружающей среды. Одним из скрытых механизмов их выносливости оказалась полиплоидия - наличие более двух наборов хромосом в клетках. Это явление, распространенное среди растений, но редкое у животных, может действовать как эволюционный страховочный фонд. Новое исследование показывает, что именно дополнительные копии генома помогали цветковым растениям неоднократно переживать масштабные климатические кризисы на протяжении миллионов лет. Ученые проанализировали геномы 470 видов покрытосеменных растений и выявили 132 древних события полного удвоения генома. Эти события не были случайными: они четко группировались вокруг периодов глобальных экологических потрясений. Среди них - мелово-палеогеновое массовое вымирание 66 миллионов лет назад, палеоцен-эоценовый термический максимум, эоцен-олигоценовый переход, среднемиоценовое климатическое нарушение и океанические аноксические события. Исследован ...>>

Мгновенная диагностика сердца прямо на теле 28.05.2026

В эпоху носимых устройств медицина все ближе подходит к настоящему реальному времени. Представьте прибор, который не просто собирает данные о сердце, а мгновенно анализирует их прямо на коже человека, без задержек на передачу информации в облако. Именно такое инновационное решение разработали исследователи из Чикагского университета. Они создали эластичный вычислительный пластырь, способный проводить сложные медицинские расчеты непосредственно на теле пациента за миллисекунды. Новое устройство имитирует свойства человеческой кожи: оно невероятно гибкое и может свободно растягиваться вместе с движениями тела. В его основе лежат массивы органических электрохимических транзисторов, которые выполняют нейроморфные вычисления, то есть работают по принципам, близким к работе человеческого мозга. Благодаря этому пластырь обрабатывает биосигналы локально, без необходимости отправлять данные на внешние серверы, что особенно важно для скорости и конфиденциальности. Ученые уверены, что такая ...>>

Эволюционное объяснение ведущей правой руки 27.05.2026

Почему подавляющее большинство людей предпочитает работать правой рукой? Этот вопрос интересовал ученых на протяжении многих лет. Хотя леворукость встречается у представителей разных культур и эпох, примерно 90% населения планеты остаются правшами. Недавнее исследование, проведенное специалистами Оксфордского университета, предлагает убедительное эволюционное объяснение этого феномена, связывая его с ключевыми этапами развития наших предков. Ученые из Оксфорда собрали и проанализировали обширный массив данных о более чем 2000 приматах, представляющих 41 вид. Они изучили особенности поведения обезьян и человекообразных приматов, применяя статистические модели эволюционных связей. Это позволило проверить различные гипотезы о происхождении предпочтения одной руки и понять, когда и почему у людей сформировалась устойчивая правосторонняя доминантность. Результаты показали, что преимущество одной руки само по себе не является исключительно человеческой чертой. Многие приматы демонстрир ...>>

Случайная новость из Архива Транзистор, который можно растворить звуком и водой 04.05.2021 Большая часть старой электроники попадает на свалку, а не на переработку. Отчасти потому, что трудно отделить и получить ценные материалы, из которых она состоит. Для того чтобы решить эту проблему, инженеры из американского Университета Дьюка разработали первую в мире полностью перерабатываемую печатную электронику, которая разлагается на составные части при помощи ванны с водой и звуковых волн. Печатная электроника изготавливается с использованием проводящих чернил для создания тонких и гибких электронных схем. Недавно в качестве экспериментального материала стали использовать наноцеллюлозу. Наноцеллюлоза - биоразлагаемый материал, который годами применяют в упаковке. И хотя людям давно известно о возможностях ее применения в качестве изолятора в электронике, никто не додумался использовать ее в чернилах для печати". Специалисты нашли способ соединения наноцеллюлозы с чернилами, уменьшив ее до кристаллической формы и добавив чуточку соли. Эти диэлектрические чернила смешиваются затем с проводящими, сделанными из графена, и полупроводящими - из углеродных нанотрубок. В итоге получаются углеродные транзисторы, которые можно печатать на бумажной подложке аэрозольной струей при комнатной температуре. Испытания показали возможности транзистора на примере бумажного сенсора солей молочной кислоты. Он продемонстрировал достаточно высокую эффективность и сохранял стабильность в течение более полугода. Процесс утилизации транзистора начинается с погружения устройства поочередно в ванночки с водой и мягкого воздействия звуковых волн. После обработки полученного раствора в центрифуге отделяется почти 100% графена и углеродных нанотрубок, которые затем можно использовать снова в процессе печати. А наноцеллюлоза поступает на переработку вместе с бумажной подложкой.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026