科技资讯:电池遇水会溶解 未来可植入人体

永利游戏网站2017年7月18日讯  瞬态电池不同于传统电子工程学那样将电池尽量设计的稳定和性能持久,瞬态电子技术的核心特点之一就是只能在预先设计好的时间段内提供电能输出,而后就会在水、光照等触发条件下自行降解。瞬态电池将成为全球第一款具备自行水解能力的可商用电池。

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这款瞬态电池厚约1毫米、长5毫米、宽6毫米,电压是其他瞬态电池的两倍多,溶解速度更是比此前的自毁型电池快1000倍以上。

美国的科学家们正在研制一款可以溶解的电池,当它暴露在光热和液体之下时,就会自动溶解。

这款电池电压2.5伏,可以驱动一个台式的计算器工作15分钟,并可以作为未来保障军事机密的工具,同时可以用到环境监测的仪器中。

美国爱荷华州大学机械工程学教授雷扎-蒙塔扎米(RezaMontazami)表示,这是全球第一款具有实际意义的“瞬态电池”。瞬态电池是锂离子电池的一种,最初的设计是为了医疗保健和环境监测应用,由于在工作中能提供稳定的性能输出,之后还能自行降解,因此该技术也可以应用在军事机密情报等领域。

研究团队在国际高分子科学杂志上发表文章称:“不同于传统电子工程学将电池尽量设计得稳定和性能持久,瞬态电子技术的核心特点之一,在于只能在预先设计好的时间段内提供电能输出,然后就会在水、光照等条件的触发下自行溶解。”

蒙塔扎米的团队发明的这款瞬态电池厚约1毫米、长5毫米、宽6毫米,电压是其他瞬态电池的两倍多,溶解速度更是比此前的自毁型电池快1000倍以上。当电池浸没在水中时,高分子材料先膨胀,然后点击裂开分离,最后整个电池被溶解,整个过程在30分钟左右。不过这种瞬态电池与水后的溶解并不是100%的,因为电池内部的一些纳米级粒子结构不能完全溶解于水中。蒙塔扎米将这种技术称为“物理化学混合式瞬态”。

蒙塔扎米坦言:“新研制的电池仍然面临电压低、结构复杂、制造瞬态电压难、一次成功率不高等问题。”根据IEEE《光谱》报道,瞬态电子设备种类繁多,用途广泛,但如果电源不是瞬态的,就不能称为是真正意义上的瞬态设备。然而事实上,由于瞬态电池对于材料的要求很高,目前世界上做类似研究的团队并不多。

蒙塔扎米此前研究的概念验证项目,将电子元器件音质在单层可降解高分子符合材料上,此次研制的瞬态电池由8层电路板构成,阳极和阴极的电解质都被包在两层聚乙烯醇材料中间。研究团队表示:“如果使用更大尺寸的电池就能够提供更多电量。”他们建议,在需要高电量时可以采用多个小电池的组合。

目前的瞬态电池还不能应用在人体内溶解,因为它含有有毒元素锂,不过研究人员正在研究电池如何能够在人体内无害地溶解,比如未来当自毁型医疗设备植入人体后,无需通过手术取出。

此外,这种瞬态电池有助于环保。目前电池回收和处理是全球面临的一个棘手的问题,废旧电池对于生态环境产生严重的污染。来自伊利诺伊大学的研究人员正在研制可溶解电路板。“当被置于垃圾填埋点之后,这些电路板就会在3至6个月间自行毁灭。”伊利诺伊大学教授约翰-罗杰斯(JohnRogers)表示。

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