Американські інженери навчилися друкувати на 3D-принтері готові до використання літій-іонні акумулятори і створили за допомогою цієї технологій прототип браслета зі світлодіодом і сонячні окуляри з регульованим затемненням. У майбутньому ця технологія може дозволити швидко створювати пристрої складної форми з вбудованими акумуляторами, розповідають автори статті в.
3D-друк використовують не тільки для швидкого прототипування з пластику, а й намагаються застосовувати для створення повноцінних складних пристроїв. У тому числі, з її допомогою вже можна створювати еластичні провідні доріжки для носимих пристроїв. Тим не менш, поки таким чином можна друкувати лише частину необхідних для повноцінного пристрою компонентів, а чіпи і акумулятори доводиться виготовляти іншими способами.
Бенджамін Вайлі (Benjamin Wiley) і його колеги з Університету Дьюка та Університету штату Техас розробили метод, що дозволяє створювати повноцінні функціонуючі літій-іонні акумулятори за допомогою 3D-принтера. Оскільки мета інженерів полягала у створенні простої і доступної технології, вони вибрали недорогий 3D-принтер вартістю близько 250 доларів, який друкує об'єкти за допомогою післяйного наплавлення (FDM). Принтер розрахований на друк полілактидом, проте сам по собі цей матеріал має вкрай низьку іонну провідність і не підходить для створення акумулятора, тому інженерам довелося модифікувати склад матеріалу друку.
Дослідники розглянули безліч матеріалів, провели вимірювання їх властивостей і зупинилися на наступній схемі. Спочатку принтер друкує шар з провідного графенового філаменту для 3D-принтерів, який виступає як токозбірник. На ньому друкується анод із суміші полілактиду, графену і титанату літію, зверху розташовується камера для електроліту, що друкується з чистого полілактиду, а над ним катод із суміші полілактиду, манганату літію і багатошарових вуглецевих нанотрубок. На останньому кроці принтер друкує другий струмозбірник з метал-полімерного композитного філаменту.
Інженери продемонстрували працездатність методу, створивши з його допомогою два пристрої-прототипи. Одне з них представляє кільцеподібний браслет з вигнутим акумулятором, здатним живити світлодіод протягом хвилини. Другий прототип - це сонячні окуляри зі змінюваною прозорістю. В одній з дужок розташований акумулятор, а спереду розташовується рідкокристалічна панель, яка стає непрозорою при подачі струму з акумулятора.
На початку року інша група американських інженерів розробила технологію друку на поверхні, що рухається. З її допомогою їм вдалося надрукувати провідні доріжки прямо на руці людини і створити таким чином просту схему зі світлодіодом, активованим за допомогою електромагнітного поля.