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马萨诸塞州波士顿分分彩注册 - 3D打印现在可用于

日期:2019-03-10

为了制造微电池,哈佛大学和伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的一个团队精确地打印出交错堆叠的微型电池电极,每个电极的宽度都小于人类头发的宽度。

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“我们不仅第一次证明我们可以3D打印电池,我们以最严格的方式展示了它,”该研究的资深作者,同时也是Hansj?rgWyss的Jennifer Lewis博士说。哈佛大学工程与应用科学学院(SEAS)生物启发工程教授,哈佛大学Wyss生物启发工程研究所核心教员。刘易斯曾在伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校担任该项目,并与合作者沉迪龙合作,后者是那里的材料科学与工程助理教授。

结果发表在今天的Advanced Materials在线版上。

近年来,工程师发明了许多小型化设备,包括医疗植入物,飞行昆虫式机器人,以及适合戴在一副眼镜上的微型相机和麦克风。但是,为它们供电的电池往往与设备本身一样大或者更大 - 这就违背了建造小型电池的目的。为了解决这个问题,制造商传统上沉积了固体材料的薄膜来构建电极。然而哪个平台有极速时时彩,由于它们的超薄设计,这些固态微电池不能为明天的小型化设备提供足够的能量。

科学家们意识到,如果他们能够制造出由平面构建的紧密交错的超薄电极叠层,他们可以收集更多的能量。为此他们转向3D打印。3D打印机遵循三维计算机绘图的指令,沉积连续的材料层 - 墨水 - 从头开始??构建物理对象,就像一次堆叠一副卡片一样。该技术应用于各个领域,从牙科实验室的牙冠生产到航空航天,汽车和消费品的快速原型制造。刘易斯集团极大地扩展了3D打印的能力。他们设计了各种功能性墨水 - 具有有用极速时时彩平台注册化学和电气特性的墨水。他们将这些墨水与定制的3D打印机一起使用,以创建精确的电子,光学结构,

为了打印3D电极,Lewis集团首先创建并测试了几种专用墨水。与办公室喷墨打印机中的墨水不同,后者以润湿页面的液滴形式出现,为基于挤出的3D打印开发的墨水必须满足两个困难的要求。它们必须从管中退出像牙膏这样的精细喷嘴,它们必须立即硬化成最终形状。在这种情况下,油墨还必须起到电化学活性材料的作用以产生工作阳极和阴极,并且它们必须硬化成与薄膜制造方法产生的层一样窄的层。为了实现这些目标,研究人员用一种锂金属氧化物化合物的纳米颗粒和另一种纳米颗粒的阴极油墨制造了阳极油墨。打印机将墨水沉积在两个金梳齿上,形成一个紧密交错的阳极和阴极堆叠。然后,研究人员将电极封装在一个小容器中,并用电解质溶液填充,以完成电池。

接下来,他们测量了可以将多少能量装入微型电池,它们可以提供多少电力,以及它们持续充电多长时间。“就充电和放电速哪个平台有极速时时彩率,循环寿命和能量密度而言,电化学性能与商用电池相当。我们只能以更小的规模实现这一目标,“狄龙说。

“Jennifer的创新微电池墨水设计大大扩展了3D打印的实际应用,同时为医疗和非医疗等所有类型的设备的小型化开辟了全新的可能性。令人非常兴奋的是,“Wyss创始总监Donald Ingber,医学博士,博士说。

这项工作得到了美国国家科学基金会和能源转换极速时时彩平台注册中轻质材料相互作用的DOE能源前沿研究中心的支持。除了Lewis和Dillon之外,论文的作者还包括:Ke Sun,伊利诺伊大学厄本那 - 香槟分校材料科学与工程专业的研究生,他是第一作者; Teng-Sing Wei,哈佛SEAS的研究生; Bok Yeop Ahn,博士,Wyss Institute和SEAS的高级研究科学家; 和来自韩国高等科学技术研究所的Lewis集团的访问科学家Jung Yoon Seo博士。



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