Ricercatori creano microbatterie con la stampa 3D

I ricercatori delle Università di Harvard e dell’Illinois hanno utilizzato la stampa 3D per realizzare microbatterie agli ioni di litio, grandi quanto un granello di sabbia, che in futuro potrebbero essere integrate in minuscoli dispositivi per diversi settori, dalla medicina alle comunicazioni, senza dimenticare la cosiddetta elettronica indossabile. Finora, progetti analoghi non hanno portato a soluzioni affidabili, in quanto l’energia immagazzinata non era sufficiente per alimentare i micro device.

Negli ultimi anni sono stati creati dispositivi miniaturizzati, come impianti medici, robot a forma di insetti, microcamere e microfoni montati su un paio di occhiali, ma spesso le batterie hanno una dimensione maggiore dei dispositivi stessi. Il team guidato da Jennifer Lewis, professore del Dipartimento di tecnologia e scienze applicate di Harvard, ha utilizzato una stampante 3D per realizzare una microbatteria agli ioni di litio, depositando vari livelli di inchiostro e ottenendo una struttura tridimensionale con le desiderate proprietà elettroniche, ottiche, meccaniche e biologiche.

Gli inchiostri elettrochimicamente attivi sono stati utilizzati per creare l’anodo e il catodo, depositando un composto ossido di litio-metallo su una base di oro disposta a forma di pettine. Gli elettrodi sono stati quindi inseriti in micro contenitori riempiti con una soluzione elettrolitica, ottenendo la microbatteria. La stampante 3D utilizzata possiede ugelli con un diametro inferiore a quello del capello umano.

Misurando l’energia immagazzinata, la potenza erogata e il tempo di carica, i ricercatori hanno rilevato che le prestazioni elettrochimiche sono comparabili a quelle delle attuali batterie agli ioni di litio in commercio. Grazie alle sue dimensioni microscopiche – il prodotto finito è largo meno di un millimetro – le microbatterie possono essere usate per alimentare diversi dispositivi, medici e non. Un possibile campo di applicazione potrebbe essere l’analisi effettuata con un nanorobot iniettato direttamente nel flusso sanguigno.