Нановыключатель для батарейки


В отличие от транзисторов миниатюризация батареек происходит очень медленно. Их размер, приведённый к единице мощности, уменьшился за последние 50 лет лишь в 15 раз. Да и конструкция большинства батареек не претерпела значительных изменений за эти годы, и недостатки остались теми же. Основной из них – батарейки за несколько лет полностью теряют свою мощность даже, если не работают, а лежат на складе (15 % энергии теряются каждый год).

Причиной падения со временем энергии у батареек является то, что даже у неработающих батареек электроды и электролит всегда соприкасаются между собой, и поэтому постепенно меняется ионный состав электролита и поверхность электродов, что и вызывает падение мощности батареек. Чтобы избежать контакта электролита с электродами, их поверхность можно защитить нановолосками, несмачиваемыми водой (см. рис. 27), имитируя «эффект лотоса», о котором было рассказано выше.

Рисунок 27. «Нанотрава» из наностержней 300 нм диаметра, растущая на одном из электродов батарейки. Из-за гидрофобных свойств материала нановолосков раствор голубоватого электролита не может приблизиться к поверхности электрода, и батарейка не теряет своей мощности в течение многих лет. Взято из Scientific American, 2006, Feb, p. 73.

Если покрыть эти волоски фторуглеродным полимером, то смачиваемостью можно будет управлять с помощью электрического поля. Таким образом, если мы хотим пользоваться батарейкой, то, достаточно подать небольшое напряжение на нановолоски и они становятся гидрофильными, в результате чего электролит заполняет всё пространство между электродами, делая батарейку работоспособной. Считают, что эта технология будет востребована для батареек в разнообразных в датчиках, например, сбрасываемых с самолёта в труднодоступных областях, использовать которые планируется лишь через несколько лет или в каких-либо специальных случаях по сигналу.

 


Вернуться к ОГЛАВЛЕНИЮ


Слайды моей лекции по НАНОТЕХНОЛОГИЯМ - "Размер имеет значение!" в формате Power Point (3 Мб) см. здесь.

Мою научно-популярную статью - "Загадки одномерного бильярда" см. здесь.

Написать в ГОСТЕВУЮ книгу
Остальные работы автора см. здесь
Автор сам рассказывает о себе здесь

Сайт существует с 3.08.2007 года


Используются технологии uCoz