Создан суперконденсатор размером с пылинку, который выдаёт напряжение как у пальчиковой батарейки

Немецкие химики создали самый маленький в мире суперконденсатор, выходное напряжение на котором сравнимо с напряжением обычных элементов форм-фактора AA. Более того, суперконденсатор заряжается от такого природного электролита, как кровь человека. Это открывает путь к встроенным в тело автономным медицинским датчикам, что изменит подход к диагностированию и лечению заболеваний, включая онкологические.

90 суперконденсаторов на кончике пальца. Источник изображения: Research Group Prof. Dr. Oliver G. Schmidt

Современные суперконденсаторы удаётся выпускать размерами около 3 мм3. Химики из Хемницкого технического университета (Chemnitz University of Technology) представили технологию изготовления наносуперконденсаторов (nBSC) объёмом 0,001 мм3 или в 3000 раз меньше. При этом напряжение на конденсаторе достигает 1,6 В, хотя токи, конечно, очень и очень маленькие.

В среднем схема питания с использованием суперконденсаторов nBSC выдаёт около 100 нА. Этого достаточно для работы миниатюрных датчиков, которые вводятся прямо в кровеносные сосуды. Например, исследователи спроектировали и испытали датчик измерения кислотности крови с питанием от nBSC. Важно отметить, что суперконденсаторы не только часами удерживали заряд в потоке крови, но также использовали кровь как электролит, заряжаясь и разряжаясь тысячи циклов.

Строение и токовые характеристики суперконденсаторов nBSC. Источник изображения: Nature Communications

Чтобы суперконденсатор мог использовать кровь, плазму или физраствор в качестве электролита он изготовлен трубчатым (полым). Кровь проходит сквозь конденсатор и создаёт поток электронов в его обкладках. Интересно, что суперконденсатор изготавливается плоским из нескольких слоёв золота (электроды), мембраны и полимерной оболочки, которые затем сами сворачиваются в трубочку с помощью специальной технологии напряжения материала.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications, где полностью доступно для прочтения.