可穿戴設(shè)備福音 美國(guó)科學(xué)家發(fā)明3D打印超微型電池

影響可穿戴設(shè)備發(fā)展的一個(gè)重要因素就是，電池，精密小巧的可穿戴設(shè)備對(duì)電池的尺寸和能量密度提出了更高的要求，3D打印或許能解決這一難題。

即便你不是一個(gè)電子產(chǎn)品愛(ài)好者，你也會(huì)注意到電子產(chǎn)品的體積正在驚人地縮小。Arduinos和Raspberry Pi變得如此之小，它們可以植入任何手持電子設(shè)備。但是目前電子產(chǎn)品微型化遭遇了瓶頸，主要是因?yàn)殡姵責(zé)o法做得更小，這就是為什么微芯片間諜設(shè)備和微型醫(yī)療植入設(shè)備目前還很難成為現(xiàn)實(shí)。

注：Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開(kāi)源電子原型平臺(tái)，包含硬件(各種型號(hào)的Arduino板)和軟件(Arduino IDE)。而Raspberry Pi是一款針對(duì)電腦業(yè)余愛(ài)好者、教師、小學(xué)生以及小型企業(yè)等用戶的迷你電腦，預(yù)裝linux系統(tǒng)，體積僅信用卡大小，搭載ARM架構(gòu)處理器，運(yùn)算性能和智能手機(jī)相仿。

伊利諾伊大學(xué)香檳分校的科學(xué)家們認(rèn)為他們可以打破這種僵局，他們運(yùn)用一種特殊的3D打印技術(shù)制造了一個(gè)超微型電池。他們使用3D打印聯(lián)合2D全息光刻技術(shù)，可以制造出非常微小的結(jié)構(gòu)，而且是一次成型。換句話說(shuō)，就是用逐層使用2D光刻技術(shù)，打印出3D的電池。

他們運(yùn)用這種技術(shù)制造的這種鋰離子電池可以產(chǎn)生0.5mA的電流，足以點(diǎn)亮LED光源。同樣也可以用于其它微型電子設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備，這種電池雖然身材很小，但電量可不小。材料科學(xué)和工程學(xué)教授Paul Braun在大學(xué)網(wǎng)站上聲稱(chēng)：“這種3D打印電池性能出眾，有良好的可塑性，未來(lái)實(shí)際應(yīng)用前景將非常廣泛。”

“現(xiàn)在很多電子產(chǎn)品無(wú)法進(jìn)一步微型化，就是因?yàn)槲⑿碗姵丶夹g(shù)拖后腿了。這種最小化的高效高能芯片式電池應(yīng)用前景將非常廣泛，可以用于微型電機(jī)、分布式無(wú)線傳感器和發(fā)射器以及移動(dòng)式和植入式醫(yī)療設(shè)備。”

此研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上，第一作者是寧海龍(音譯)，他說(shuō)他們將多種制造技術(shù)相結(jié)合，可以定義電池的大小、形狀、表面積、孔隙度和彎曲度。這些參數(shù)主要是在蝕刻步驟加以控制，可以提供靈活的設(shè)計(jì)方案，用于下一代的芯片設(shè)備上的電力供應(yīng)。” 這種電池具有很好的可延展性，可以與精密加工相兼容。 人們對(duì)這些有趣的3D印刷電池的期望值很高，特別是在醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面。不幸的是，我們還得等幾年這項(xiàng)技術(shù)才會(huì)進(jìn)入商用。