3D-друк продовжує змінювати наше життя. Тепер 3D-принтер можна використовувати для друку крихітних літій-іонних батарей розміром з піщинку. Вченим з Гарвардського університету і Університету штату Іллінойс вдалося надрукувати акумулятор не товстіший від людської волосинки, але енергії в ньому досить, щоб живити електроприлади. Такий акумулятор може давати енергії для крихітних пристроїв, і він вкрай необхідний в різних сферах – від медицини до зв’язку.
За останні кілька років інженери всього світу розробили чимало мініатюрних пристроїв – літаючих роботів-мух, медичні чіпи, маленькі камери та багато іншого. Але переважна більшість цих винаходів так і залишилися лише лабораторними зразками – все через відсутність відповідного акумулятора. Для таких пристроїв потрібна не тільки маленька, але ще й енергоємна батарейка, інакше всі корисні винаходи втрачають сенс. Але тепер, здається, проблема вирішена. Група дослідників не тільки розповіла, але і показала, як саме надрукувати повноцінний літій-іонний акумулятор на 3D-принтері.
Робота була складною. По-перше, вченим було потрібно створити тривимірну модель крихітного акумулятора з нуля, а по-друге, необхідно було також розробити спеціальні “чорнило” для друку. Як бачимо, задумане вдалося. Вчені розробили широкий спектр функціональних чорнил з корисними хімічними і електричними властивостями. І вони використовували ці чорнила для створення точних структур з тими електронними, оптичними, механічними і біологічними властивостями, які були потрібні.
Дослідники з Гарварду і Університету Іллінойсу вперше створили новий тип фарби, якраз для їх акумулятора. Звичайна фарба для 3D-принтерів повинна володіти двома властивостями: акуратно надходити з картриджа і дуже швидко застигати в заданому вигляді. Але в даному випадку додалися додаткові вимоги. Чорнила повинні були працювати як електрохімічно активні матеріали для створення анодів і катодів. Крім того, вони повинні були моментально застигати, утворюючи тонкі шари, як у випадку з промисловим виробництвом акумуляторів. Для цього дослідники створили для анода чорнило з наночастинками одного з’єднання оксиду літію, а для катода – з наночасток іншого з’єднання. Принтер видавлював чорнило з двох тонких сопів і створював при цьому тісне переплетення анодів і катодів – як того вимагали умови.
Після цього вчені виміряли кількість енергії, яку видавав надрукований акумулятор. За словами дослідників, характеристики їхнього продукту співпадають з характеристиками комерційних батарей з точки зору життєвого циклу. Тобто, вони створили таку ж батарею, як на великих фабриках, просто дуже маленьку. До речі, вчені не виключають, що розроблені ними спеціальні чорнила знайдуть застосування не тільки при друку акумуляторів, але і для виготовлення інших мініатюрних приладів. Розробники повні оптимізму, і готові просувати своє дітище на ринку.