Миллиметровые батарейки? Их ещё нет, но уже скоро будут... наверное

Когда видишь названия форматов "пальчиковых" батареек — А, АА, ААА и так далее, — на ум приходит человек, который удрал от собаки на дерево и вдруг обнаружил, что пёс лезет за ним следом. Однако же учёные мужи пророчат нам в скором времени и вовсе "крикливое" название: AAAAAAAAA!

Сейчас в сфере высоких технологий имеет место быть мода на миниатюризацию всего и вся. Ниже на иллюстрации, а также в фотогаллерее на Мембране можно полюбоваться на "портативный" компьютер Osborne I 1981 года выпуска. Вес — 15 кг, экранчик — едва разглядишь, ну а вычислительная мощность такая, что и не в сказке сказать, ни пером описать — совестно.

 

 

Ну а сейчас особо отважный народ даже в метро ездит с ноутбуками, а с какими-нибудь КПК вроде Palm — сам Бог велел.

При этом у новых Palm m515 объём оперативной памяти достигает 16 Мб, а тактовая частота процессора — 33 МГц (столько примерно было у старых добрых "четвёрок" — компьютеров PC с процессорами Intel 486). И в том, что будет ещё больше, никаких сомнений нет.

Портативный компьютер Osborne 1. Сундук весом в 15 кг.

Но есть одна маленькая проблема, которая мешает стать и без того маленьким и компактным устройствам стать ещё меньше. Точнее, сказать, проблема-то, как раз, совсем не маленькая, а очень даже большая: размеры элементов питания.

Они-то, конечно, тоже значительно мельче стали. Вспомнить хотя бы огромные и вожделенные 4,5-вольтовые "Планеты", от которых работали чуть ли ни все электромеханические игрушки, или "громадные" цилиндрические "элементы питания" для приёмников, которые обеспечивали напряжение всего в 3 вольта.

Теперь столько же выдают пальчиковые батарейки формата АА — как раз те, которые используются в плеерах, например. Что же касается сотовых телефонов и прочих гаджетов, то там используются аккумуляторы, которые надо заряжать по нескольку часов.

И батарейки, и аккумуляторы теперь имеют значительно меньшие размеры, чем лет десять-двадцать назад. Но не настолько миниатюрные, чтобы удовлетворять запросы производителей всевозможных "умных мелочей".

Производителям хочется вогнать в сотовые телефоны вычислительные мощности нынешних персональных компьютеров, так чтобы даже нынешние навороченные устройства, оснащённые прелестями вроде MMS (подробности о том, что такое MMS, смотрите здесь), покажутся образцом технологического примитивизма.

Однако для этого нужны довольно изрядное количество электроэнергии, а нынешние элементы питания оказываются неспособны обеспечить необходимую мощность и ёмкость.

	Телефон с MMS-ухищрениями.

Беда не только с сотовыми телефонами, но и с ноутбуками, видеокамерами и цифровыми фотоаппаратами, и из-за того, что батареи оказываются слишком громоздкими и недостаточно ёмкими, в эти устройства не удаётся напихать всего, чего так хочется.

Конечно, нужно ли превращать КПК в сервер и встраивать в фотокамеру радиоприёмник и диктофон, — вопрос открытый. Но такова мода, а она, как известно, страшная сила. Может быть, пострашнее красоты будет. И потому учёные решили: nobless oblige.

Кроме того, в настоящее время разрабатывается масса микроскопических устройств, вроде "лабораторий-на-одном-чипе", которые смогут в автоматическом режиме мгновенно анализировать состояние окружающей среды. Разрабатываться-то они разрабатываются, а вот вопрос с питанием так и не решён до сих пор. Ну нет в природе таких маленьких батарей.

"Нет, так будут", — видимо, решил Чарльз Мартин (Charles Martin), профессор химии в Университете Флориды (University of Florida). Развитие нанотехнологий вдохновило его на разработку принципиально новых элементов питания, так что он решил оставить бесплодные попытки минимизировать уже существующие батарейки.

И хотя из-под чиновников всегда трудно чего-то выбить, всё-таки доктору Мартину удалось получить от Управления военно-морских исследований США пятимиллионный грант. Правда, не единолично, а на четыре исследовательских учреждения сразу, включая, конечно, и Университет Флориды.

Чарльз ("Чак") Мартин, профессор химии в Университете Флориды.

И вот, Мартин сотоварищи заявляют о первых успехах, хотя спонсируемая военными программа рассчитана на пять лет. Вам нужна батарейка миллиметровой длины? У нас её ещё нет, но скоро будет. Пока же самые мелкие батарейки, находящиеся в свободной продаже, имеют размеры порядка 1 см.

Так что же всё-таки такого замечательного сделал Мартин, чтобы поднялось столько шуму? Очень просто: он придумал катод и анод.

Ну да, конечно, а ещё Америку открыл и велосипед, наверное, изобрёл. Чушь какая-то...

Не совсем. Действительно, все, или почти все батарейки состоят из двух электродов, которые суть анод и катод, и электролитического раствора между ними. Благодаря этому и возникает электрический заряд. Так вот, в Университете Флориды нашли способ создания наноанода и нанокатода. И сделали их.

	Ионно-литиевые батарейки слишком велики.

А потом были проведены некоторые исследования и выяснилось, что нано-электроды показывают куда лучшие результаты и по проводимости, и по прочности. В пресс-релизе Университета Флориды указывается, что катоды и аноды ионно-литиевых батарей выдерживают 500 циклов заряд-разряд, после чего приходят в негодность. А наноэлектроды показали результат 1400 циклов.

Что же касается новаторской техники изготовления, то на словах здесь всё довольно просто: сантиметровая пластина из пластика или керамики, испещрённая "наноскопическими" отверстиями, покрывается раствором, содержащим химические компоненты, из которых состоит электрод. Когда этот раствор твердеет, пластина удаляется, и остаются только электроды.

Но теперь учёным предстоит решить ещё одну, не менее сложную, судя по всему, задачу: как собрать вместе нанокатоды, наноаноды, наноэлектролит и все остальные компоненты.

"Мы предложили принципиально новое строение для батареи, в которой всё состоит из "наноскопических" материалов, и почти уже нашли способ создания всех нужных компонентов, — говорит Мартин. — Но мы пока не смогли разработать технологии, необходимые для того, чтобы собрать эти компоненты воедино, и именно над этим мы сейчас и работаем".

И это будут и впрямь "крикливые" батарейки, поскольку их формат будет индексироваться несметным количеством букв ААААААААА....

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru