Στη σημερινή εποχή, η εξέλιξη της φορητής τεχνολογίας είναι ραγδαία. Οι «έξυπνες» συσκευές γίνονται όλο και εξυπνότερες, με αποτέλεσμα να έχουμε στην ουσία έναν ολοκληρωμένο ηλεκτρονικό υπολογιστή στην τσέπη μας. Όλα αυτά όμως απαιτούν και την απαραίτητη, πολυπόθητη μορφή ενέργειας για να τις τροφοδοτήσει με επάρκεια. Σε αυτόν τον τομέα η τεχνολογική πρόοδος έχει μείνει αρκετά πίσω, κάνοντας μικρά, αλλά όχι τα απαιτούμενα βήματα, προκειμένου να καλυφθούν οι όλο και περισσότερο αυξανόμενες ενεργειακές ανάγκες. Το πιο συνηθισμένο πρόβλημα εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της χρήσης των κινητών τηλεφώνων, όπου κατά μέσο όρο μια συσκευή οριακά θα αντέξει μία ολόκληρη μέρα πριν έρθει αντιμέτωπη με τη διαδικασία της επαναφόρτισης.

3d-printed-device-used-to-test-and-improve-new-supercapacitor-materials-2  3D εκτυπωμένη συσκευή, αυξάνει τον αποθηκευτικό χώρο των μπαταριών 3d printed device used to test and improve new supercapacitor materials 2

Μέχρι στιγμής, το πρόβλημα αντιμετωπίζεται συνήθως με τη χρήση δευτερογενών λύσεων, όπως για παράδειγμα η χρήση μιας δεύτερης μπαταρίας (σε όποιες συσκευές υπάρχει αυτή η δυνατότητα), με τη χρήση κάποιου power bank ή απλά ψάχνοντας απεγνωσμένα κάποια πρίζα. Ίσως όμως τελικά να πλησιάζουμε στην ημέρα που όλη αυτή η κατάσταση θα αναστραφεί και η χωρητικότητα ενέργειας στις μπαταρίες θα αυξηθεί σημαντικά, χωρίς να συμβεί το ίδιο και στο συνολικό μέγεθός τους. Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Άμστερνταμ (UvA) χρησιμοποίησαν την τεχνολογία της 3D εκτύπωσης για να δοκιμάσουν την ικανότητα των υλικών να αποθηκεύουν όχι μόνο γρήγορα, αλλά και σε πιο αυξημένο επίπεδο την απαιτούμενη προς χρήση ενέργεια.

atfn  3D εκτυπωμένη συσκευή, αυξάνει τον αποθηκευτικό χώρο των μπαταριών atfn

Τα νέα υλικά ονομάστηκαν «πορώδεις άνθρακες με πρόσμιξη αζώτου» και μέσα από διάφορα πειράματα, οι Jasper Biemolt και Ilse Denekamp από την ερευνητική ομάδα UvA’s Sustainable Chemistry , μπόρεσαν στη συνέχεια να τριπλασιάσουν την ήδη υψηλή χωρητικότητα των υλικών. Τα αποτελέσματα του προγράμματος δημοσιεύθηκαν και είναι διαθέσιμα προς το κοινό μέσα από το διεθνές περιοδικό χημείας, ChemSusChem. Οι Biemolt και Denekamp, προκειμένου να διερευνήσουν τους παράγοντες τους οποίους επηρέασαν την αποθήκευση ενέργειας στην επιφάνεια αυτών των υλικών και να δοκιμάσουν τη χωρητικότητα τους, χρησιμοποίησαν μια 3D εκτυπωμένη συσκευή υψηλής πυκνότητας πολυστυρολίου, σχεδιασμένη από τον φοιτητή Thierry Slot.

3d-printed-device-used-to-test-and-improve-new-supercapacitor-materials-1  3D εκτυπωμένη συσκευή, αυξάνει τον αποθηκευτικό χώρο των μπαταριών 3d printed device used to test and improve new supercapacitor materials 1

Η συσκευή χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να γίνουν οι κατάλληλες δοκιμές – μετρήσεις, απομονώνοντας τις δομές άνθρακα και εκθέτοντάς τες σε υψηλή μηχανική πίεση και συγκεκριμένους δομικούς περιορισμούς. Στη συνέχεια, παρεμβαίνοντας και ρυθμίζοντας τις παραπάνω συνθήκες, ήταν σε θέση να αλλάξουν τον τρόπο «λειτουργίας» του αζώτου στην επιφάνεια των υλικών. Η μεγιστοποίηση του αριθμού των παροδικών χημικών δεσμών που σχηματίστηκαν κάτω από αυτές τις αντιδράσεις,  σήμαινε ότι θα μπορούσε ως αποτέλεσμα να αυξηθεί σε μεγάλο βαθμό η αποθηκευμένη ενέργεια, αυξάνοντας έτσι τη χωρητικότητα των υλικών σχεδόν τρεις φορές περισσότερο. Ίσως τελικά να έφτασε η ώρα που θα αποδεσμευτούμε από τη συχνή ανάγκη για επαναφόρτιση των φορητών συσκευών, με την 3D εκτύπωση να βοηθάει ουσιαστικά στη χάραξη της νέας τεχνολογικής πορείας.