世界最小電池有望讓“智能微塵”相伴我們左右

瞿立建

我們周圍充滿了電子計算設(shè)備，從筆記本電腦到手機，方便和豐富了我們的生活。電子計算設(shè)備有個貝爾定律：大約每過10年就會出現(xiàn)新一類的電子技術(shù)設(shè)備，體積更小，成本更低，使用方式更新。從大型主機、臺式機、筆記本電腦直至智能手機，這一定律得到了充分印證。

設(shè)備小，電池得更小

智能手機至今又過了大約10年的時間了，新一代的電子計算設(shè)備會是什么？

目前來看，新一代的電子計算設(shè)備很可能是“塵埃計算機”，也被稱為“智能微塵”。“塵埃計算機”或“智能微塵”，顧名思義，就是大小跟塵埃差不多的計算設(shè)備，即體積只有幾立方毫米。

“智能微塵”雖小，但“五臟俱全”，像處理器、存儲器、傳感器等計算機里常見的這些部件，應(yīng)有盡有。像處理器、存儲器這些部件，可以通過芯片工藝做成塵埃那么小，不是特別難實現(xiàn)。唯獨電池，一直沒有很好的辦法做成塵埃那么小。所以，如何做出給“智能微塵”供電的電池，就是科技界要攻克的難關(guān)。

好消息來了！2022年2月，這方面有了突破性的進(jìn)展。

德國開姆尼茨工業(yè)大學(xué)和中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所的研究人員稱他們研制出了世界最小的電池，長度大約1.5毫米，直徑約0.1毫米，跟男生剪頭發(fā)時掉落的最小的頭發(fā)茬差不多。

小電池，大能量

如果用這個電池給手機充滿電，要100億個，連起來有150萬千米，差不多從地球排到月亮兩個來回。

這個小電池給手機充電一點都不現(xiàn)實，但給“智能微塵”設(shè)備供電，正好大顯身手。

其實，微型電池早就有人做出來過，這個最小電池為什么引人注目呢？

傳統(tǒng)的微型電池的基本制造技術(shù)是一層一層地把電極材料和添加劑涂到金屬箔上，形成薄膜電池。單純的薄膜電池能量太低，用處有限。怎么才能讓微型電池又小又高能呢？

研究人員想到了著名電動汽車公司特斯拉提高電池能量的辦法，把扁平電池卷起來，這樣在同樣的表面上就能堆積更多電池了。研究人員借鑒了這種工藝，也想辦法讓薄膜電池卷起來，就像瑞士卷蛋糕。卷曲結(jié)構(gòu)的微型電池的能量比同樣大小的扁平的微電池提高了8倍。

這種微型電池還有一個優(yōu)點，那就是能整合進(jìn)入計算機芯片。研究人員做了一個可充電的微型電池，能為世界最小的計算機芯片供電約10小時。

這種微型電池能為“智能微塵”提供電力，便于“智能微塵”發(fā)揮功力?！爸悄芪m”可以像孫悟空一樣進(jìn)入人體，不是去搗亂，而是查找癌細(xì)胞;釋放到水體或空氣中，監(jiān)測環(huán)境污染;釋放到大氣層中，預(yù)測天氣;還可以用于制造微型機器人，等等。

同學(xué)們也可以開開腦洞，暢想“智能微塵”還有什么妙用吧！