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그래핀 기반 마이크로 배터리 전력 생체 측정 임플란트
미국 태평양국립연구소(PNL)의 연구원들은 쌀알 크기의 그래핀 기반 배터리를 개발하여 배터리 기술 진화의 토대를 마련할 수 있었습니다. 이 배터리는 실생활에서 실제로 사용할 수 있다는 점에서 이전의 모든 유사한 연구와 차별화됩니다. 연구팀은 이 배터리를 사용하여 강에서 연어의 움직임을 모니터링하는 데 성공했습니다. 이러한 종류의 배터리 기술은 생체 측정의 새로운 시대를 열 것으로 기대됩니다.
그래핀으로 만든 이 마이크로 배터리는 생체 측정 분야에서 많은 사람들에게 획기적인 기술로 여겨지고 있습니다. 이 의료 분야에서는 이미 매우 작은 센서 패키지가 만들어졌지만, 그들이 사용한 은 산화물 배터리는 충분히 효과적이지 않았습니다. 배터리가 너무 크거나 충분한 데이터를 수집하기에 충분히 오래 지속되지 못했습니다. 이 그래핀 배터리는 이전의 모든 단점을 해결할 수 있을지도 모릅니다.
대부분의 기술자들은 배터리가 기술 개발을 가로막고 있는 유일한 퍼즐 조각이라고 주장합니다. 여기에는 스마트폰, 전기 자동차, 재생 에너지, 심지어 생체 측정 기술까지 포함됩니다. 가장 작은 배터리를 만드는 것은 매우 뛰어난 업적이 될 것입니다. 미래의 배터리 기술을 형성할 것으로 기대되는 마이크로 배터리는 현재 대부분 실험실의 호기심에 머물러 있습니다.
이러한 마이크로 배터리가 실제로 유용한 의료용 부품으로 발전한다면 매일 수많은 생명을 구할 수 있을 것입니다. 특히 정기적인 모니터링이 필요한 환자들이 병원에서 대부분의 시간을 보내지 않고도 실시간 업데이트에 액세스할 수 있기 때문에 유용할 것입니다. 또한 병원 내 감염(병원 내 감염)의 위험도 줄어들고 의사도 보다 정확한 건강 데이터에 액세스할 수 있게 될 것입니다.
이 모든 것이 가능한 것은 PNLL 팀이 연구해 온 독특한 그래핀-불소 조합이 있기 때문입니다. 불소화된 그래핀은 훨씬 더 높은 전압을 유지하면서 전류를 더 효율적으로 방전할 수 있습니다. 이 배터리는 '젤리 롤' 구조를 사용하는데, 소재를 3겹으로 쌓은 다음 말아서 원통 모양으로 만들어 젤리 롤이라는 이름을 붙였습니다. 이 층은 리튬 양극과 불소화 그래핀 음극 사이에 끼워져 있기 때문에 실제로 분리 재료 역할을 합니다. 연구진에 따르면 이 정도면 3주 가까이 3초 간격으로 744마이크로초 신호를 보내기에 충분하며, 간격을 늘리면 더 오래 지속될 수 있다고 합니다.
그럼에도 불구하고 연구진은 이 마이크로 배터리의 상업적 확장을 막는 주요 단점인 각 마이크로 배터리를 수작업으로 제작해야 한다는 점을 극복해야 했습니다. 연구진은 각 구성 재료를 자르고, 평평하게 만들고, 서로 겹쳐서 쌓고, 원통 모양으로 말아서 모두 수작업으로 만들어야 했습니다.
Chin Trento
