Heute, wo es weltweit eine Vielzahl von Krankheiten gibt, müssen Ärzte die Gesundheit ihrer Patienten ständig überwachen. Niemand will jeden Tag ins Krankenhaus, deshalb werden winzige Sensoren in den Körper von Menschen mit ernsthaften Gesundheitsproblemen eingebaut, um Herzfrequenz, Blutzuckerspiegel und andere Indikatoren zu überwachen. Winzige Geräte brauchen Netzteile, aber aktuelle Batterien sind zu groß, also versuchen Ingenieure, sie so klein wie möglich zu machen. Kürzlich gelang deutschen Wissenschaftlern auf diesem Gebiet ein großer Durchbruch – sie entwickelten eine Energiequelle, die in ihrer Größe mit einem Staubkorn zu vergleichen ist. Sie wurden durch Kochen dazu inspiriert, die kleinste Batterie der Welt herzustellen, so seltsam es auch klingen mag.
Inhalt
- 1 Die kleinste Batterie der Welt
- 2 Wozu dienen kleine Batterien?
- 3 Batteriebeispiel
- 4 Winzige Batterien können noch besser werden
Die kleinste Batterie der Welt
Laut der Technologiepublikation New Atlas besteht eine Batterie aus Polymer, Metall und dielektrischen Materialien. Wie genau die winzige Stromquelle funktioniert, verrieten die Autoren der wissenschaftlichen Arbeit nicht. Aber sie teilten ausführlich mit, wie sie einen Weg gefunden haben, die Batterie so klein wie möglich zu machen.
Eine winzige Batterie im Vergleich zu einem Salzkorn
Die Layout-Technologie der Komponenten der Stromquelle hieß Swiss-Roll. Übereinstimmung mit einer Keksrolle ist kein Zufall. Um die Größe der Batterie zu minimieren, überlagerten die Forscher Schichten zusammengesetzter Substanzen auf einer gestreckten Platte. Nachdem alle Elemente an Ort und Stelle waren, wurde der Teller gedreht, als wäre er ein Teig mit Marmelade darauf. Es stellte sich so etwas wie eine Rolle heraus, deren Größe weniger als einen Quadratmillimeter beträgt.
Wozu kleine Batterien?
Die minimale Energiedichte in einer Batterie liegt den Forschern zufolge bei 100 Mikrowattstunden pro Quadratzentimeter. Es wird angenommen, dass dies völlig ausreicht, um medizinische Sensoren mit Strom zu versorgen, um die Herzfrequenz und andere Indikatoren von Patienten ständig zu überwachen. Laut offenen Quellen ist dies wahr – moderne Herzschrittmacher verbrauchen 15-40 Mikrowatt Energie. Ungefähr die gleiche Menge elektrischer Strom sollte für Sensoren ausreichen, um den Sauerstoffgehalt im Blut zu überwachen, den Zucker zu kontrollieren und so weiter.
entwickeltModerne Herzschrittmacher verbrauchen ein Minimum an Energie
Neben der Medizintechnik kann eine winzige Energiequelle im Bereich der Roboterentwicklung nützlich sein. Die Forscher erinnerten daran, dass es auf der Welt bereits winzige Computer gibt – eine kleine Batterie von der Größe eines Staubkorns kann sie 10 Stunden lang mit Strom versorgen. Einer der kleinsten Computer der Welt ist ein Gerät von Micro Mote, über das wir bereits vor etwa fünf Jahren gesprochen haben. Ingenieure sagten, dass es nicht nur in Geräten zur Überwachung der Gesundheit von Menschen verwendet werden würde, sondern auch in Komponenten des “Internets der Dinge” und sogar in Robotern.
Micro Mote winziges Computergyroskop der Welt
< h2>Ein Beispiel für die Verwendung einer Batterie
Ein Beispiel für einen kleinen Roboter ist ein Flugzeug, das 2021 entwickelt wurde, um Informationen über Umweltverschmutzung zu sammeln. Entwickler aus dem US-Bundesstaat Illinois sagten, dass das von ihnen erstellte Gerät in der Größe mit einem Sandkorn vergleichbar sei und für einen längeren Betrieb mit einer Batterie ausgestattet werden könne. Es scheint, dass aus diesem Projekt etwas wirklich Wertvolles entstehen kann, wenn amerikanische und deutsche Wissenschaftler miteinander in Kontakt treten. Zu den potenziellen Funktionen des winzigen Flugzeugs gehörte sogar die Verfolgung von Ausbrüchen gefährlicher Krankheiten, was derzeit sehr relevant ist. Hier können Sie mehr über dieses Projekt lesen.
Die kleinste Flugmaschine
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Ein winziger Akku kann noch besser werden
Einen winzigen Akku zu bauen ist gut, aber im Moment ist nicht klar, wie gut er funktioniert. Das Verdrehen von Komponenten zu einer “Rolle” kann Nebenwirkungen wie eine kurze Lebensdauer usw. haben. Ingenieure sind sich jedoch bewusst, dass die Technologie derzeit noch nicht ausreichend getestet ist, und beabsichtigen, weiter an ihrer Verbesserung zu arbeiten.
Die von uns geschaffene Technologie hat also ein großes Potenzial in Zukunft werden wir in der Lage sein, viel leistungsfähigere Mikrobatterien herzustellen“, sagt Projektleiter Oliver Schmidt.
Zudem bleibt zu hoffen, dass die neue Batterie möglichst umweltfreundlich ist. Immerhin vergiften aktuelle Batterien (nicht alle) die Umwelt und daher ist es kategorisch nicht empfehlenswert, sie in den Müll zu werfen – richtiger ist es, sie zu den Sammelstellen zu bringen, die in vielen Einkaufszentren stehen.