Тенденция к миниатюризации электроники привела к повышенному спросу на переосмысление архитектуры и размеров элементов питания. Учёные из Хемницкого технического университета вывели технологию на новый уровень, разработав самую маленькую батарейку в мире.
Немецкие инженеры разработали так называемый процесс «швейцарского рулета», вдохновлённый пышными бисквитными изделиями цилиндрической формы с щедрым слоем джема или крема внутри. Вместо сахара и муки учёные распределили на поверхности натянутой подложки слои токоприёмников, электролит и полосы электродов, изготовленных из полимерных, металлических и диэлектрических материалов. Понижением натяжения подложки они добились того, чтобы все нанесённые на неё слои материалов вернулись в исходную форму, свернувшись в цилиндрическую батарейку, архитектура которой напоминает швейцарский рулет. Таким образом исследователи получили самонаматывающуюся микробатарейку. При минимальной плотности энергии 100 мВт·ч/см² площадь поперечного сечения устройства составляет не более 1 мм2, а размер всей батарейки не превышает размера крупицы соли.
По мнению инженеров, подобные характеристики делают миниатюрную цилиндрическую батарейку отличным кандидатом для внедрения в электрические цепи крошечных чипов, которые можно будет использовать при производстве биосовместимых сенсоров для мониторинга показателей пациентов. С начала XXI века учёные активно работают над созданием крохотных датчиков, которые позволят отслеживать уровень насыщения кислородом глубоких тканей, например, при трансплантации органов, наблюдать за состоянием ортопедических имплантатов для оценки темпов восстановления пациента после перелома и остеосинтеза, а также реализовывать эффективный телемониторинг функциональных показателей критических пациентов.
Проблема массового внедрения подобных устройств заключается в сложности обеспечения их питания. Как правило, они конвертируют в электроэнергию механические вибрации или тепло, что не всегда возможно реализовать внутри человеческого тела. Исследователи из Хемницкого технического университета считают, что их микроскопическую перезаряжаемую батарейку можно будет использовать в качестве источника питания для этих миниатюрных устройств. По их словам, одного заряда хватит примерно на 10 часов работы. Помимо медицины, перспективными направлениями применения самой маленькой батарейки в мире являются робототехника и сверхгибкая электроника. Кроме того, данная технология имеет огромный потенциал оптимизации, потому исследователи рассчитывают создать ещё более мощные микробатарейки с гораздо более широким спектром применения.