瞬态电池打造可完全自毁电子设备，30分钟内消失得无影无踪

自毁型电子设备用途很多。在军事上，可保护己方机密信息，一旦落入敌手即可启动自毁程序；在医疗上，可减轻病人痛苦，自毁型植入式医疗设备可直接排出体外，无需再取出；还可以做成通过雨水自动分解的环境传感器。

"瞬态电子学"就是为了实现可自毁设备而发展起来的一种新学科。瞬态电子设备与普通电子设备的主要区别是，瞬态电子设备接触到光、热或液体时会触发其自毁功能。

爱荷华州立大学机械工程系的助理教授Reza Montazami同时也任职于美国能源部艾姆斯实验室（Ames Laboratory）任职，他已经在瞬态电子技术领域研究了多年。Montazami团队最新的研究成果是一种可自毁的锂离子电池，这种锂离子电池能输出2.5V电压，可给桌面计算器供电15分钟左右，遇水以后30分钟内会溶解消失。

Reza Montazami

Montazami表示，从供电能力、稳定性和存储时间来看，他们发明的这种瞬态电池是世界上第一种可实用的瞬态电池。

Montazami团队的其他成员包括爱荷华州立大学机械工程系助理教授Nastaran Hashemi、博士后Simge Cinar、研究生Yuanfen Chen、研究生Reihaneh Jamshidi、艾姆斯实验室实习生Kathryn White以及爱荷华大学本科生Emma Gallegos。

"和传统的电子设备设计时要求产品寿命长不同，瞬态电子设备的独特之处就是这种设备通常寿命较短而且使用时长明确规定，当自毁机制被触发以后要快速完全（理想状态）地自我分解。"他们的论文中这样写道。

那么瞬态设备使用普通电池会怎样呢？

"如果电源不是瞬态的，那么就不能被称为真正的瞬态设备。"Montazami说道，"瞬态电池包含各种元器件，比我们之前研究的其他瞬态电子设备都要复杂得多。"

Montazami之前研究的概念验证项目将电子元器件印制在单层可降解的高分子复合材料上。瞬态电池则由8层电路板构成，阳极、阴极和电解质都被包在两层聚乙烯醇材料中间。

瞬态电池的尺寸很小，只有约1毫米厚、5毫米长、6毫米宽。Montazami表示，他们开发的瞬态电池的元器件、结构和电化学性能都很接近商业化电池技术。

但当把电池丢入水中，高分子材料先是膨胀，然后电极裂开分离，最后整个电池被溶解掉。Montazami又很快补充说，这种电池并不是完全消失，电池材料中的纳米颗粒并不会降解，不过当电极裂开分离时，这些纳米颗粒就随之散开了。

Montazami将这种技术称之为"物理化学混合式瞬态"。

如果设备需要更长的供电时间怎么办呢？Montazami团队在论文中提及，如果使用更大尺寸的电池，就能够提供更多的电量，但是自毁时间也相应增长了。所以他们建议需要高电量的应用可以采取多个小电池组合的方式。

虽然Montazami团队的瞬态电池已经通过了多次试验验证，但他认为项目组还有三大难点亟需解决。

首先是瞬态电池的电压比较低，如果电压太低或者不稳定，很多设备就不能工作，因此要提高电池电压使其与商用电池一致。其次，现在的瞬态电池需要多层材料，结构比较复杂。最后，制造瞬态电压比较难，一次成功率不高。

Montazami的团队怎么解决这些问题呢？

"这是材料学的问题，"Montazami说，"瞬态电池对材料提出了很大的挑战，现在世界上做类似研究的团队并不多。"

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