Теперь 3D-принтер может быть использован для печати литий-ионных микробатарей, которые по своим размерам не больше песчинки. Такие миниатюрные батарейки сделают прорыв в современной медицине, ведь раньше многие устройства не могли быть уменьшены в своих размерах, так как большую часть всегда составляли именно элементы питания, а с помощью новой разработки эта проблема будет вскоре решена.
Уже не первый год учеными ведутся разработки миниатюрных устройств (крошечных камер и микрофонов, летающих насекомых и т. п.), но главной проблемой всегда была слабая мощность батарей, которые не имели достаточного количества энергии для обеспечения продолжительной работы устройства. Это натолкнуло исследователей на мысль, чтобы сделать новые крошечные батарейки с большей емкостью, представляющие собой многослойные трехмерные блоки ультратонких электродов, очень плотно прилегающие друг к другу.
Также ученые расширили возможности 3D-принтера. Они разработали широкий спектр специализированных чернил с различными как химическими, так и электрическими свойствами. Эти чернила должны соответствовать двум важным критериям: 1) быть очень пластичными, чтобы выдавливаться из сопла принтера как густой крем из тюбика; 2) очень быстро затвердевать, принимая конечную форму изделия.
Усовершенствованный 3D-принтер нанес функциональные чернила на две золотые «гребенки», которые образовали теснопереплетённую, но при этом не пересекающуюся структуру. Затем ученые поместили созданную батарейку в крошечный контейнер, наполнив его раствором электролита, и протестировали различные характеристики: энергоемкость, скорость зарядки и разрядки. Было установлено, что такие миниатюрные батарейки, напечатанные на 3D-принтере, совсем не уступают по своей емкости уже существующим элементам питания более крупных размеров.
Такие инновационные и уникальные в своем роде чернила для создания батареек значительно расширят практическую сферу использования 3D-печати, а также помогут в создании совершенно новых миниатюрных устройств, применяемых не только в медицине, а и в других областях, где это необходимо.