Μπαταρίες Li-ion από 3D εκτυπωτή

13:37 8/12/2013 - Πηγή: Busted.gr

Νέα μελάνια και εργαλεία επιτρέπουν την 3D εκτύπωση Li-ion μπαταριών.

Η επιστήμονας υλικών του Harvard, Jennifer Lewis, κατάφερε να δημιουργήσει ειδικά μελάνια για την εκτύπωση μπαταριών ιόντων λιθίου και άλλων μικροηλεκτρονικών. Η τεχνολογία, αν και σε πρώιμο στάδιο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή νέων συσκευών, όπως βιοϊατρικούς αισθητήρες για την καταγραφή των ζωτικών στοιχείων ή για την απλοποίηση των τωρινών συσκευών. Πάμε να δούμε την διαδικασία

αναλυτικότερα:

Τα μελάνια για την εκτύπωση περιέχουν νανοσωματίδια από οξείδια του λιθίου τιτανίου αναμειγμένα σε ένα φιαλίδιο με αποιονισμένο νερό και αιθυλενογλυκόλη. Δεξιά, οι μικρές κεραμικές μπάλες λειτουργούν σαν μύλοι που διαλύουν τα συγκεντρωμένα σωματίδια.

Το μείγμα περιστρέφεται για 24 ώρες, ενώ στο τέλος οι κεραμικές σφαίρες και τα μεγάλα σωματίδια απομακρύνονται με φίλτρα και με φυγοκέντριση.

Οι ειδικές βελόνες διαθέτουν στην άκρη τους άνοιγμα ίσο με ένα μικρόμετρο, για να υπάρχει μεγάλη ακρίβεια κατά τον σχεδιασμό.

Οι σύριγγες τοποθετούνται στο μπλε δοχείο υψηλής πίεσης, το οποίο ενσωματώνεται σε έναν συμβατικό εκτυπωτή. Το υλικό έχει την ιδιότητα να παραμένει στερεό όταν είναι αδρανές, ενώ παίρνει ρευστή μορφή σε υψηλές πιέσεις. Μετά την τοποθέτηση του, επιστρέφει στην αρχική του στέρεα κατάσταση.

Έπειτα, το λευκό μελάνι εξωθείται σε ένα υπόστρωμα γυαλιού. Στην πράξη, θα τυπωνόταν πάνω σε έναν χρυσό συλλέκτη ρεύματος σχεδιασμένο στο γυαλί.

Αριστερά βλέπετε μία τυπωμένη μπαταρία ενός τετραγωνικού χιλιοστού, σε στενόμακρη διαμόρφωση. Δεξιά, μια σειρά από ανόδους περιμένουν το δεύτερο βήμα της διαδικασίας, την εκτύπωση των καθόδων.

Η διαδικασία εκτύπωσης μιας μπαταρίας γίνεται σε θερμοκρασίες δωματίου, όχι τις υψηλές που απαιτούνται για την δημιουργία των συμβατικών, που σημαίνει πως μπορεί να τυπωθεί κατευθείαν στα πλαστικά χωρίς να τα καταστρέψει. Τα υλικά δεν είναι κάτι επαναστατικό, η ίδια αναφέρει, “ο τρόπος παραγωγής τους είναι η πραγματική επανάσταση.” Οι μπαταρίες δημιουργούνται σε αναλογία με τις εμπορικές και αποδίδουν αντίστοιχα, διότι η Lewis μπορεί να της τοποθετήσει με ακρίβεια 100 νανόμετρων, ώστε η αρχιτεκτονική τους να μιμείται αυτή των μεγαλύτερων. Αυτή την στιγμή, μαζί με την ομάδα της, έχουν οκτώ πατέντες στην κατοχή τους για τα μελάνια και προσπαθούν να τις διαθέσουν στην αγορά μέσα στα επόμενα χρόνια. Παρόλα αυτά, σύμφωνα με την ίδια ο αρχικός τους στόχος είναι να δημιουργήσουν έναν φθηνό εκτυπωτή για ερασιτέχνες και λάτρεις του χόμπι.