Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали специальное оптическое волокно, которое можно вплетать в ткань или использовать в аккумуляторах любой формы, напечатанных на 3D-принтерах. С помощью такой технологии они предлагают создавать «умную» одежду или гибкие гаджеты нового поколения. Чтобы продемонстрировать свое открытие, команда сплела волоконно-оптическую батарею длиной 140 м с емкостью 123 мА*ч и толщиной всего несколько сотен микрон.
Для изготовления волокна использовали аккумуляторные гели и стандартную систему вытягивания волокон, в которой все необходимые компоненты помещаются в большой цилиндр и нагреваются до температуры чуть ниже точки плавления. Затем материалы проталкиваются через узкое отверстие, которое сжимает их до доли от их первоначального диаметра, сохраняя при этом желаемое расположение.
Стоит отметить, что некоторые ученые пытались размещать компоненты на внешней стороне волокон, но экспериментаторы из MIT разместили их внутри цилиндра-корпуса. Благодаря защите, которое обеспечивает внешнее покрытие, батарею удалось сделать очень надежной, водонепроницаемой, не воспламеняющейся и не подвергающейся коротким замыканиям.
Прототип устройства на базе нового волоконно-оптического аккумулятора представляет из себя систему связи "Li-Fi", в которой для передачи данных используются световые импульсы. Оно состоит из микрофона, предусилителя, транзистора и диодов для установления оптического канала трансляции между двумя устройствами из волокон.
При внедрении внутрь волокна активных материалов, происходит уплотнение чувствительных компонентов батареи, все активные материалы уже хорошо интегрированы и они не меняют своего положения во время перемещения. Полученная в результате волоконная батарея тонкая и гибкая. При этом можно использовать стандартное ткацкое оборудование для производства ткани, в которых встроены как батарейки, так и электронные системы.
По словам ученых, с помощью таких батарей уже можно заряжать смарт-часы или мобильные телефоны. При этом к одному оптоволокну можно подключить одновременно несколько устройств.
В будущем с помощью этой технологии смогут создать компактный «тканевый» компьютер. Кроме того, она уже сейчас способна одновременно служить и корпусом, и аккумулятором для устройств. В качестве доказательства инженеры покрыли оптико-волоконной батарей игрушечную подводную лодку и заставили ее работать. Батарея в виде волокна в будущем сможет использоваться и для оснащения электротранспорта, снизив его вес и повысив эффективность.
Кстати, НиТ писал про аккумуляторы из алюминия и графена, которые заряжаются в 60 раз быстрее, чем литий-ионные, выдерживают колоссальные токи и широкий диапазон рабочих температур, они не горят и дешевы в производстве.
