Новые батарейки – «рулеты» спасут популяцию лососевых рыб
Чтобы больше узнать и защитить косяки диких лососевых рыб, необходимо следить за их местонахождением, используя имплантированные акустические бирки. Очевидно, что, чем дольше эти бирки будут передавать сигнал, тем больше данных они соберут. Ученые из Тихоокеанской северо-западной национальнойлаборатории (далее – Лаборатория) (Вашингтон, США) помогают повысить время их работы, разрабатывая батарейки, которые и меньше по размеру, и имеют большую удельную энергию, чем обычные батарейки для бирок.
В настоящее время акустические бирки слишком большие, и их нельзя имплантировать в молодых рыб, а также для их введения в тело рыбы необходимо хирургическое вмешательство. Это не только шокирует животных, но и также занимает много времени рыбаков, которые занимаются имплантацией этих бирок. Поэтому Инженерные войска США (которые строят плотины в местах миграций лососей) поручили Лаборатории создать передатчик, достаточно маленький, чтобы его можно было использовать для инъецируемых бирок. А, соответственно, для меньших бирок нужны меньшие батарейки.
Чтобы создать эти батарейки, Лаборатория обратилась к технологии «рулета», которая повсеместно используется в производстве более больших домашних батареек. Этот процесс состоит из формирования склеенных слоев, которые включают в себя «разделительный материал, перемежающихся с катодом, выполненным из фторида углерода, и анодом из алюминия». Эти слои затем были скручены, как рулет с джемом, и помещены в цилиндрический корпус. Данная технология увеличивает до максимума площадь поверхности электродов, при этом не увеличивая размер самой батареи. В то же время это позволяет электронам свободно перемещаться внутри батарейки, не препятствуя движениям друг друга. Это представляет собой решение проблемы производительности батареи, которая очень часто обнаруживается в микро-батарейках.
Весят новые батарейки 70 миллиграмм, т.е. они легче, чем обычные батарейки, используемые в бирках, всего лишь на половину, но их удельная энергия более чем вдвое выше – 240 Ватт-часов на килограмм (у старых батареек – 100). Это позволяет им отправлять 744 мкс сигнал каждые 3 секунды в течение порядка трех недель, или каждые 5 секунд в период около месяца. Батарейки совершенно миниатюрные: 6Х3 мм, или другими словами, их размер соответствует зерну риса.
На сегодняшний день 700 бирок с батарейками, сделанными вручную, были имплантированы (не инъецированы) в лососей на исследуемой области реки Снэйк в Вашингтоне. Данные бирки не только позволяют ученым начинать свои наблюдения с более ранних жизненных циклов рыб, но и также следить за ними на более далеких дистанциях. Также такие бирки лучше работают в холодной воде благодаря литию и фториду углерода.
Исследование проводилось под руководством ученого Цзе Сяо (Jie Xiao) и было недавно опубликовано в журнале Scientific Reports.
П о материалам Gizmag.
Анастасия Полянская nauka21vek.ru