Naukowcy z Królewskiego Instytutu Technologicznego w Sztokholmie zademonstrowali metodę druku 3D do wytwarzania szklanych mikro-superkondensatorów, która zmniejsza złożoność i czas potrzebny do utworzenia skomplikowanych nanoskalowych struktur.
Impulsy laserowe w druku 3D – przepis na mikro-super combo
Nowa metoda rozwiązuje dwa kluczowe wyzwania związane z wytwarzaniem takich urządzeń. Wydajność mikrokondensatora zależy w dużej mierze od jego elektrod, które magazynują i przewodzą energię elektryczną. Aby ułatwić szybki transport jonów potrzeba większej powierzchni elektrod i kanałów w nanoskali. W ramach badań znaleziono rozwiązania bazujące na druku 3D z użyciem ultrakrótkich impulsów laserowych. Naukowcy odkryli, że mogą one wywołać jednoczesne dwie reakcje w silseskwioksanie wodoru – materiale prekursorowym podobnym do szkła. Jedna reakcja prowadzi do powstania samoorganizujących się nanopłytek, podczas gdy druga przekształca prekursor w szkło bogate w krzem, które jest podstawą procesu druku 3D. Umożliwia to szybkie i precyzyjne wytwarzanie elektrod z dużą ilością otwartych kanałów, co maksymalizuje powierzchnię i przyspiesza transport jonów.
Super-Internet mikro-rzeczy
Naukowcy zademonstrowali podejście polegające na drukowaniu 3D mikro-superkondensatorów, które działały dobrze nawet po bardzo szybkim naładowaniu i rozładowaniu. Postęp ten może potencjalnie doprowadzić do powstania bardziej kompaktowych i energooszczędnych urządzeń przenośnych, w tym samowystarczalnych (self-sustaining) czujników, urządzeń ubieralnych (wearable) i innych zastosowań Internetu Rzeczy. Superkondensatory innego typu niż mikro już teraz gromadzą energię generowaną podczas hamowania, stabilizują zasilanie w elektronice użytkowej i optymalizują systemy energii odnawialnej. Mikrokondensatory mogą sprawić, że urządzenia w tych zastosowaniach będą bardziej kompaktowe, a procesy bardziej wydajne.
Treść artykułu naukowego na ten temat dostępna pod adresem: LINK
Więcej informacji o rozwoju mikro- i nanoelektroniki, druku 3D i Internetu Rzeczy w usprawnianiu produkcji można znaleźć w Nawigatorze technologicznym:
