การแฮ็กเครื่องพิมพ์เดสก์ท็อปเพื่อสร้างแบตเตอรี่และวงจร
ใต้ม้านั่งที่ ซัง-ยัง ลี แล็บของแล็บเป็นเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทธรรมดาและค่อนข้างค่อนข้างเก่า เขาได้ดัดแปลงให้แยกวงจรอิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์เก็บพลังงานชนิดหนึ่งที่เรียกว่าซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ เพื่อให้ใช้งานได้ Lee ล้างตลับหมึกและเติมด้วยวัสดุแบตเตอรี่สูตรพิเศษและหมึกนำไฟฟ้า เมื่อบรรจุกระดาษที่ผ่านการบำบัดแล้ว เครื่องพิมพ์ที่ถูกแฮ็กของเขาจะสร้างซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ที่ยืดหยุ่น ทนทาน และส่วนประกอบวงจรอย่างง่าย ในรูปแบบของแผนที่ความละเอียดสูงของสาธารณรัฐเกาหลี ดอกไม้ โลโก้ หรือการออกแบบอื่นๆ ที่ต้องการ
ลี นักเคมีแบตเตอรี่ที่ สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติอุลซาน (UNIST) ในเกาหลีใต้ ทำงานเกี่ยวกับแบตเตอรี่ที่พิมพ์แบบยืดหยุ่นได้ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา สถาปัตยกรรมของแบตเตอรี่ไม่เปลี่ยนแปลงตั้งแต่กำเนิดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เขากล่าว วัสดุเก็บพลังงานจะถูกหล่อบนฟอยล์โลหะและบรรจุด้วยอิเล็กโทรไลต์เหลวให้เป็นรูปทรงพื้นฐานสองสามแบบ เช่น กระเป๋า เหรียญ กระบอกสูบ และเซลล์ปริซึมสี่เหลี่ยม ตัวอย่างเช่น การออกแบบเครื่องตรวจสุขภาพที่สวมใส่ได้ ไม่ว่าจะอยู่ในสิ่งทอหรือสวมใส่ในสายรัดข้อมือ ถูกจำกัดโดยความต้องการกล่องแบตเตอรี่หรือกระเป๋า แต่ลีต้องการทำแบตเตอรี่แบบยืดหยุ่นที่หายไปจากการออกแบบและสามารถทำได้โดยใช้อุปกรณ์ง่ายๆ เช่น เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท
เพื่อให้มันได้ผล เขาต้องปรับแต่งวัสดุทั้งหมดในสูตร หากหมึกเลอะหรือไหลในกระดาษ ตัวเก็บประจุยิ่งยวดจะไม่ทำงาน ดังนั้นชั้นแรกที่จะพิมพ์จึงเป็นไพรเมอร์เซลลูโลสที่ดูดซับหมึกและจะไม่ทำงาน ตามด้วยท่อนาโนคาร์บอนซึ่งแทนที่ตัวเก็บกระแสฟอยล์ในแบตเตอรี่ และอิเล็กโทรดลวดนาโนสีเงิน ตามด้วยหมึกอิเล็กโทรไลต์ หมึกแต่ละชนิดจะต้องถูกกำหนดสูตรเพื่อให้ไหลผ่านหัวพิมพ์และไม่จับเป็นก้อนขณะนั่งอยู่ในตลับหมึก
กุญแจสำคัญในระบบของ Lee คือการพัฒนาอิเล็กโทรไลต์ที่เข้ากันได้กับการพิมพ์อิงค์เจ็ท อิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นสื่อที่นำไอออนและอิเล็กตรอนมักเป็นของเหลว Lee เป็นคนแรกที่สร้างชุดวัสดุที่รองรับอิงค์เจ็ทได้อย่างสมบูรณ์ซึ่งรวมถึงอิเล็กโทรไลต์ด้วย เขากล่าวว่าโครงการวิจัยอื่น ๆ จำเป็นต้องมีอิเล็กโทรไลต์เหลวที่จะเพิ่มหลังจากพิมพ์ส่วนอื่น ๆ แล้ว ความจำเป็นในการเก็บของเหลวนั้นจำกัดการออกแบบของแบตเตอรี่ที่พิมพ์ มีวัสดุอิเล็กโทรไลต์แบบโซลิดสเตต แต่เข้ากันไม่ได้กับการพิมพ์แบบอิงค์เจ็ตและอาจไม่ยืดหยุ่น
ต้นแบบของลี อธิบายไว้ในวารสาร วิทยาศาสตร์พลังงานและสิ่งแวดล้อม แสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่และวงจรหายไปในรูปแบบการพิมพ์อย่างไร ในแผ่นงานพิมพ์แผ่นเดียว คำว่า BATTERY ให้พลังกับคำว่า Printed Circuit ซึ่งนำไฟฟ้าเข้าสู่ LED ในการออกแบบสำหรับห่อแก้วกาแฟ ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ให้พลังงานแก่เซ็นเซอร์ในการเปิดไฟสีน้ำเงินด้วยคำว่า COLD ที่พิมพ์ หรือไฟสีแดงด้วยคำว่า HOT ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของเครื่องดื่ม
Inna Lobel วิศวกรเครื่องกลและนักออกแบบอุตสาหกรรมของบริษัทออกแบบกล่าวว่าเป้าหมายของ Internet of Things และการคำนวณที่แพร่หลายคือการมีเทคโนโลยีอยู่เบื้องหลัง เพื่อให้เราสามารถโต้ตอบกับโลกในรูปแบบที่ให้ความรู้สึกเป็นธรรมชาติ กบ ในเมืองนิวยอร์ก supercapacitors ที่พิมพ์ออกมาเหล่านี้แนะนำว่าเทคโนโลยีและวัสดุดังกล่าวอาจมีหน้าตาเป็นอย่างไร
โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แคลิฟอร์เนีย
ถึงกระนั้นเทคโนโลยีก็อยู่ในระหว่างดำเนินการ ในข้อพิสูจน์ถึงความแปลกใหม่ของสนาม ลีต้องสร้างอุปกรณ์เพื่อทดสอบแบตเตอรี่ที่ยืดหยุ่นได้ของเขา เครื่องจักรที่ผลิตขึ้นเองจะวัดประสิทธิภาพทางไฟฟ้าในขณะที่แบตเตอรี่ถูกบิดและเปลี่ยนรูป ขั้นตอนต่อไปคือการปรับปรุงการจัดเก็บพลังงานโดยรวมของอุปกรณ์การพิมพ์ต่อไป เขากล่าว และลองพิมพ์บนวัสดุต่างๆ นอกเหนือจากกระดาษ
