Материаловеды под руководством Дженнифер Льюис (Jennifer Lewis) из Гарвардской школы инжиниринга и прикладных дисциплин (США) создали при помощи 3D-принтера литиевую микробатарею, пригодную для установки на микророботов.
В последние годы инженерам часто удаются микроустройства (в том числе медицинские имплантаты), несмотря на свои «исчезающие» размеры, обладающие завидной функциональностью. Увы, к литиевым аккумуляторам хотя бы близких размеров это не относится. И даже если получалось изготовить единичные экземпляры, в силу отсутствия массового производства каждая такая батарея производилась штучно, что доводило их цену чуть ли не до стоимости золота того же веса.
Традиционно литиевые батареи делаются из тонких плёнок твёрдых материалов. Но в ультрамалых устройствах «тонкая плёнка» по отношению к аккумулятору в целом оказывается толстой. А значит, количество накапливаемой энергии на единицу массы падает.
Чтобы избежать этого, исследователи ушли от традиционных плоских электродов, заставив 3D-принтер «печатать» сложную трёхмерную структуру. Но это было только началом. Пришлось разработать новые составы чернил, несущих литий и материалы для электродов в растворённом виде.
Для создания анода применялись чернила со взвешенными наночастицами одного состава, включающего литиевые оксиды, а катод использовал другой состав, причём принтер поочерёдно укладывал оба слоя много раз подряд, добиваясь высокой плотности размещения аккумуляторных ячеек на единицу объёма.