多孔質物質を有するバッテリーとバッテリー製造方法
本発明は、使い捨て診断用機器、バイオＭＥＭＳとＤＮＡチップ、ラブ・オン・ア・チップや微少流体機械のようなバイオシステムに必ず必要な電気エネルギーを供給するために液体によって作動が始まるバッテリーを提供する。本発明はまた、一回用デバイスやシステムと容易に結合することができるバッテリーの製作方法を提供する。
本発明はバッテリーに関したことであって、特に病気を診断するのに使われる診断キット、バイオメムスとＤＮＡチップ、ラブ・オン・ア・チップ、微細流体機械等で言及されるバイオシステム等に利用されることができるように、多孔質物質を有して液体によって作動することを特徴とするバッテリーに関する。本バッテリーは使い捨て装置やシステムと容易に集積されることができて使い捨て装置を製作しながら同時に製作されることができる。
本発明はバッテリーに関したことであって、特に病気を診断するのに使われる診断キット、バイオメムスとＤＮＡチップ、ラブ・オン・ア・チップ、微細流体機械等で言及されるバイオシステム等に利用されることができるように、多孔質物質を有して液体によって作動することを特徴とするバッテリーに関する。本バッテリーは使い捨て装置やシステムと容易に集積されることができて使い捨て装置を製作しながら同時に製作されることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバッテリーに関したことであって、特に病気を診断するのに使われる診断キット、バイオメムス（ＢｉｏＭＥＭＳ、Ｂｉｏ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）とＤＮＡチップ、ラブ・オン・ア・チップ（ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）、微細流体機械（Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）等で言及されるバイオシステム等に利用されることができるように、多孔質物質を有して液体によって作動することを特徴とするバッテリーに関する。本バッテリーは使い捨て装置やシステムと容易に集積されることができて使い捨て装置を製作しながら同時に製作されることができる。
【背景技術】
【０００２】
去る数十年間にかけてＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）とマイクロマシン（Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅ）分野の技術的な進歩によりラブ・オン・ア・チップ（Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）、ＤＮＡチップ（ＤＮＡ ｃｈｉｐ）、微細流体機械（Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、微細光学システム（Ｏｐｔｉｃａｌ ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ）等で呼ばれるマイクロシステムやナノシステムを製作することが可能になった。基板微細加工（Ｂｕｌｋ ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ）と表面微細加工（Ｓｕｒｆａｃｅ ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ）のような一括工程によってＭＥＭＳやバイオＭＥＭＳ装置を一つの基板（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）上にマイクロアクチュエーター（Ｍｉｃｒｏａｃｔｕａｔｏｒ）、マイクロセンサ（Ｍｉｃｒｏｓｅｎｓｏｒ）、回路を同時に製作することができる。今日、このようなマイクロスケール（Ｍｉｃｒｏｓｃａｌｅ）やナノスケール（Ｎａｎｏｓｃａｌｅ）のデバイス等はいろいろな所に多く利用されるが、特に生体信号（Ｂｉｏ−ｓｉｇｎａｌ）の感知と増幅等の分野で多く用いられている。ナノ技術を利用してバイオセンサーを開発することは今日バイオ技術（Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）開発の重要な推進力になっている。
【０００３】
しかし現在のＭＥＭＳ、バイオＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、ラブ・オン・ア・チップ、健康診断機器、バイオシステム技術等が直面した重要な問題中の一つはエネルギー源の問題である。たとえラブ・オン・ア・チップやＤＮＡチップ等のシステムが小さな基板上に作られることができるが、前記したシステムはいまだに外部と連結されたバッテリーで電気を供給を受けたり感知のために光エネルギーが必要である。例えば、マイクロアレイ（Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙ ｏｒ ＤＮＡｃｈｉｐ）はチップ上で起こるＤＮＡの結合を感知するために外部で紫外線を照射してＤＮＡ結合と関連して放出される光を感知するスキャナーが必要である。
【発明の開示】
【０００４】
使い捨て診断用機器、バイオＭＥＭＳとＤＮＡチップ、ラブ・オン・ア・チップや微少流体機械のようなバイオシステムに必ず必要な電気エネルギーを供給するために液体によって作動が始まるバッテリーを提供することが本発明の目的である。本発明のまた他の目的は一回用デバイスやシステムと容易に結合することができるバッテリーの製作方法を提供することにある。
【０００５】
前述した目的を達成するために次のように発明を構成する。
【０００６】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含む多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノード、多孔質物質、電流収集層が互いに所定の距離を維持することができるようにする距離維持手段で構成されて；
前記した多孔質物質に液体が接触する時、前記した液体が表面張力と毛細管現象によって前記した多孔質物質内に浸透して、前記した多孔質物質の中に入っているカソードと前記したアノードを活性化して電気を発生させることを特徴とするバッテリーを提供する。
【０００７】
上の構成に付け加えて次を単独または並行してさらに実施すればさらに望ましい結果をもたらすことができる。
【０００８】
前記した液体が水を含む液体であることを特徴とするバッテリー。
【０００９】
前記した水を含む液体が動物の血、汗、唾液、鼻水、尿、膣分泌物、糞尿、体液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、細胞組織と植物の樹液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、細胞組織のうち少なくとも一つを含む液体であることを特徴とするバッテリー。
【００１０】
前記したアノードと多孔質物質間の距離と前記した多孔質物質と電流収集層間の距離のうち少なくとも一つの距離が全くなく互いに接触していることを特徴とするバッテリー。
【００１１】
前記したアノードがマグネシウムであることを特徴とするバッテリー。
【００１２】
前記した多孔質物質内に含まれているカソードが塩化銅（ＣｕＣｌ）と塩化銀（ＡｇＣｌ）同じであり塩化物であることを特徴とするバッテリー。
【００１３】
前記した多孔質物質がパルプで得られる紙であることを特徴とするバッテリー。
【００１４】
前記した多孔質物質がニトロセルロース（ｎｉｔｒｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）であることを特徴とするバッテリー。
【００１５】
前記した距離維持手段がゴム、プラスチック、木、紙、金属のうち少なくとも一つを含むことを特徴とするバッテリー。
【００１６】
前記した距離維持手段がプラスチックフィルムを利用して前記したアノードと電流収集層に接触することを特徴とするバッテリー。
【００１７】
前記した距離維持手段がプラスチックモールディング（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｍｏｌｄｉｎｇ）技術を利用して製作された部品を組み合わせて製作されたことを特徴とするバッテリー。
【００１８】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために接着剤を利用することを特徴とするバッテリー。
【００１９】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが固体から液体、固体から気体の相変化のうち少なくとも一つの変化を起こして接着されることを特徴とするバッテリー。
【００２０】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが他の一つの物質に拡散現象（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）を起こして接着されることを特徴とするバッテリー。
【００２１】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、加熱と加圧のうち少なくとも一つを利用して付けることを特徴とするバッテリー。
【００２２】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、超音波を含む音波と；レーザと可視光線、高周波、赤外線、紫外線を含む電磁波（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ）と；強い圧力を加えて一部を溶かすことと；互いに摩擦を起こして溶かすことのうち少なくとも一つ以上を利用することを特徴とするバッテリー。
【００２３】
前記した液体が前記した多孔質物質に容易に接触して前記した多孔質物質内部の空気が容易に抜けることができるように少なくとも一つ以上の穴を有することを特徴とするバッテリー。
【００２４】
前記したアノードとカソードは外部の回路と連結されるために電流を通過しやすい物質で作られた導線を利用することを特徴とするバッテリー。
【００２５】
前記した導線が外部とよく接触するように、前記した導線に導電性接着剤が塗られていることを特徴とするバッテリー。
【００２６】
前記した導線と外部の回路がよく連結できるように、前記した導線と外部の回路を雌雄の機械的接触をできるように一方が突出して向かい合う他の側がくぼんで互いに差込まれて結合できるようにすることを特徴とするバッテリー。
【００２７】
望ましいまた他のバッテリーの構成は次のようである。
【００２８】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含む多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノード、多孔質物質、電流収集層を囲む板状型のプラスチックで構成されて；
前記した多孔質物質に水を含む液体が接触する時、前記した液体が表面張力と毛細管現象によって前記した多孔質物質内に浸透して、前記した多孔質物質の中に入っているカソードと前記したアノードを活性化して電気を発生させることを特徴とする板状型のバッテリーを提供する。
【００２９】
望ましいまた他のバッテリーの構成は次のようである。
【００３０】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノード、多孔質物質、電流収集層を囲む板状型のプラスチックで構成されて；
前記した多孔質物質に水を含む電解質液体が接触する時、前記した電解質液体が表面張力と毛細管現象によって前記した多孔質物質内に浸透して、前記したアノードと反応して電気を発生させることを特徴とする板状型のバッテリー。
【００３１】
本発明による望ましいバッテリーの製造方法は次のようである。
【００３２】
下部基板上にバッテリーの構成要素で電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）、電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含む多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と、前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）を順に積み上げる段階と；
前記した基板から電流収集層までの層上に上部接着層を乗せる段階と；
前記した基板が前記したアノード、カソード、電流収集層、上部接着層のうち少なくとも一つに接着されて、前記した上部接着層が前記したアノード、カソード、電流収集層と基板のうち少なくとも一つに接着になるようにする段階と；の組合で構成されることを特徴とするバッテリー製造方法。
【００３３】
前記した構成に付け加えて次を単独または並行して実施すればさらに望ましい結果をもたらすことができる。
【００３４】
前記した基板と上部接着層がゴム、プラスチック、金属のうち少なくとも一つを含むことを特徴とするバッテリー製造方法。
【００３５】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために接着剤を利用することを特徴とするバッテリー製造方法。
【００３６】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが固体から液体、固体から気体の相変化のうち少なくとも一つの変化を起こして接着されることを特徴とするバッテリー製造方法。
【００３７】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが他の一つの物質に拡散現象を起こして接着されることを特徴とするバッテリー製造方法。
【００３８】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、加熱と加圧のうち少なくとも一つを利用して付けることを特徴とするバッテリー製造方法。
【００３９】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、超音波を含む音波と；レーザと可視光線、高周波、赤外線、紫外線を含む電磁波（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ）と；強い圧力を加えて一部を溶かすことと；互いに摩擦を起こして溶かすことのうち少なくとも一つ以上を利用することを特徴とするバッテリー製造方法。
【００４０】
望ましいまた他のバッテリーの構成は次のようである。
【００４１】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノードと前記した電流収集層間に位置して外部の液体と接触する時表面張力と毛細管現象によって外部の液体を前記したアノードと前記した電流収集層に誘導する媒介層（Ｍｅｄｉｕｍ）と；
前記したアノード、媒介層、電流収集層を囲む距離維持手段で構成される構造物を少なくとも一つ以上用いることを特徴とするバッテリー。
【００４２】
上の構成に付け加えて次を単独または並行してさらに実施すればさらに望ましい結果をもたらすことができる。
【００４３】
前記した液体が水を含む液体であることを特徴とするバッテリー。
【００４４】
前記した水を含む液体が動物の血、汗、唾液、鼻水、尿、膣分泌物、糞尿、体液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、細胞組織と植物の樹液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、細胞組織のうち少なくとも一つを含む液体であることを特徴とするバッテリー。
【００４５】
前記したアノードと電流収集層間の前記した媒介層が空いた空間と；紙のように空いた空間を含む多孔質物質が入り交じって構成されたことを特徴とするバッテリー。
【００４６】
前記したアノードと電流収集層間の前記した媒介層が紙のように空いた空間を含む多孔質物質だけで構成されたことを特徴とするバッテリー。
【００４７】
前記したアノードと電流収集層間の前記した媒介層が全部空いた空間であることを特徴とするバッテリー。
【００４８】
前記した媒介層、多孔質物質、空間の一部または全部に前記した電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含有することを特徴とするバッテリー。
【００４９】
前記したカソードが塩化銅（ＣｕＣｌ）と塩化銀（ＡｇＣｌ）のように塩化物であることを特徴とするバッテリー。
【００５０】
前記したアノードがマグネシウムであることを特徴とするバッテリー。
【００５１】
前記した媒介層が前記した液体に容易に接触して前記した媒介層内にある気体が容易に外に放出できるように少なくとも一つ以上の穴を有していることを特徴とするバッテリー。
【００５２】
前記した構造物が板状型でなっていて容易に積層技術（Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）で製造されることができることを特徴とするバッテリー。
【００５３】
電子を吸収する役割をするカソード物質が外部で流入する液体に含まれていることを特徴とするバッテリー。
【００５４】
前記した液体が１地点から他の地点に動く間に作動することを特徴とするバッテリー。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下添付された図面を参照にして本発明の望ましい実施形態を説明する。
【００５６】
図１は本発明によるバッテリーの代表的な実施形態を示すものである。マイクロバッテリー１００は透明な下面と上面プラスチックフィルム（Ｐｌａｓｔｉｃ ｆｉｌｍ）１０１と１０７間に電子を集める銅層（Ｃｏｐｐｅｒ ｌａｙｅｒ）１０２、塩化銅（ＣｕＣｌ）を有する紙１０５、酸化して電子を供給するマグネシウム層（Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｌａｙｅｒ）１０６が層に積もられて板の形態を形成されることに構成される。ここで未説明符号１０３、１０４は前記した銅層１０２とマグネシウム層１０６と電気的な連結をするための電極である。また他の未説明符号１０８と１０９は前記した紙１０５に水を含む液体を加えるための液体孔と、前記穴１０８に液体を加える時紙の中にある空気が抜けるための空気孔である。前記した銅層１０２は電子を集めるための電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）であって適切な他の金属を使うことができ、前記した紙１０５は他の多孔質物質で代替が可能である。例えば、紙、プラスチック、木のような有機物質（ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）や砂、多孔質金属、溝を掘った金属等の無機物質（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）等が前記した紙１０５の代用で使われることができる。また電気化学反応と関係されて前記した紙１０５に含まれた塩化銅は電子が供給される時電子を吸収して他の物質に変わる他の種類のいかなるカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を用いてもかまわなく、前記したマグネシウムは電子を供給することができるアノード（Ａｎｏｄｅ）役割をすることで電気化学反応が起こる時電子を発生させる役割をするいかなる物質でも代替が可能である。
【００５７】
このような基本構成を有して本発明によるバッテリー１００の電極１０３と１０４間が図示しなかった負荷抵抗によって連結になっていると考えて本発明によるバッテリー１００の作動原理を説明する。ここでは便宜上バッテリーを作動させる液体で尿を利用することを例に挙げて説明するが、水を含むいかなる液体も使用が可能である。前記したバッテリー１００の液体孔１０８に人の尿（図示せず）を接触させれば前記尿は表面張力と毛細管現象によって紙内部の微細な空間内に染み込みながら前記した塩化銅（ＣｕＣｌ）に会うようになって、前記マグネシウムは次の電気化学反応を起こしながら電子（図示せず）を発生させて、前記した電子は負荷抵抗を経て塩化銅に移動をする。
【００５８】
Ｍｇ＋２ＣｕＣｌ−−＞ＭｇＣｌ２＋２Ｃｕ（化学式１）
前記した電気化学反応によって負荷抵抗に沿って流れる電流の流れは電気であるので前記したバッテリー１００は尿によって作動になって外部回路に電気を供給することが可能になる。尿がはじめに入る時もバッテリーが作動になるが流入が終わって尿が停止している時も上の化学反応によって続けてバッテリーが作動になる。尿を続けて紙内に流入させる場合も前記バッテリーは作動になる。このような目的のためにバッテリー内で尿を循環させるポンプ等の装置が追加されることができる。
【００５９】
前記したバッテリーはいろいろの形態で製作できるが診断キットやバイオチップのような製品のために板状で製作することが望ましい。図２は本発明によるバッテリーの製作方法の一例を説明することであって、板状で製作する時プラスチックフィルム（Ｐｌａｓｔｉｃ ｆｉｌｍ）を利用したラミネーティングテクノロジー(Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)を利用して説明した。ここで前記したプラスチックフィルムの積層（Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）は本発明によるバッテリー構成要素であるアノード、多孔質物質、電流収集層等を互いに密着させる距離維持手段とバッテリーのためのハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）を提供する。前記マグネシウムは塩化銅を含んだ紙上にすぐ位置したり、尿等の流体抵抗（ｆｌｕｉｄ ｒｅｄｉｓｔａｎｃｅ）を減らすために前記塩化銅紙と前記マグネシウム間に所定の距離を置くこともできる。説明の便宜のためにここでは各層間に間隔がない場合を例に挙げて説明する。プラスチックフィルム２０１上に接着剤（Ａｄｈｉｓｉｖｅ）２０２が塗られていて前記したプラスチックフィルム２０１と接着剤２０２は基板（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）として使われる。
【００６０】
図２は図１のバッテリー１００を安価で作ることができる工程の一例を示したものである。図２の（ａ）で、前記した下のプラスチックフィルム（厚さ０．１５ｍｍ）２０１上にある前記した接着剤２０２上に銅層（厚さ０．２ｍｍ）２０３を接着する。図２の（ｂ）で、アルミニウム（厚さ０．２ｍｍ）を接着させるのに前記銅と接触する部分は電気的に導通になるように接着する。前記した銅とアルミニウムは半導体製造等に利用することと同じ技術である蒸着（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、メッキ等の技術でも形成させることができて、アルミニウムテープと銅テープのようなテープを利用しても形成でき、前記した接着層上にアルミ箔と銅箔をすぐ付けて形成することもできる。図２の（ｃ）と（ｄ）で見るように前記した銅層２０３上に順に塩化銅を有する紙（厚さ０．２ｍｍ）２０６とマグネシウム２０７を乗せる。この時前記した紙２０６は銅とだけ接触するようにして、前記したマグネシウム２０７は前記した紙２０６と前記したアルミニウム電極２０５上に置かれるようにすることが望ましい。図２の（ｅ）で、前記した図２の（ｄ）の積み上げた層上に接着層２０９を有するまた他のプラスチックフィルム２０８を乗せた後、全体を摂氏１２０度程度の熱い接着ローラ２１０と２１１間を矢印２１２の方向に通過させれば、図２の（ｆ）で、見るところのような板状のバッテリーを得ることができる。液体孔２１３と空気孔２１４は前記ローラを通過して板状になった後にカッター（ｃｕｔｔｅｒ）のような道具で後ほど作ることもできて、それとも前記プラスチックフィルム２０８と接着剤２０９で構成された上フィルムにあらかじめ作ってローラを通過させることができる。前記した図２の（ｅ）で熱いローラを通過させたことは前記した接着剤２０２と２０９が熱によってくっつく熱可塑性樹脂系接着剤（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ａｄｈｅｓｉｖｅ）である場合であって、前記した接着剤が常温でも接着力を有すれば無理に加熱をする必要はなくそのまま圧力を加える他の手段（ローラやプレス）を利用すればよい。また他の加熱加圧手段として超音波加熱装置、レーザ加熱装置、プレス等を利用することができる。
【００６１】
図３は本発明によるバッテリーに使われる多孔質物質の製造方法の一例で図２の紙２０６の製作方法を見せてくれる。ビーカー３０１に塩化銅を含む懸濁液（Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ、水１００ｍｌに塩化銅３ｇ含有）３０２のような液体を満たしてその内にフィルター紙（Ｆｉｌｔｅｒｐａｐｅｒ、メーカーＷｈａｔｍａｎ、カタログ番号１００１０７０）３０３を入れてから取り出せば紙３０４は紙全体にかけて塩化銅を含むことになる。この紙３０４を線（ｗｉｒｅ）３０５にやっとこ３０６を利用して乾かして適当な大きさに切れば、塩化銅を含む紙を作ることができる。図３では実験室でバッテリー用紙を作ることを説明したが同じ原理を利用する機械を利用することも可能である。また前記した塩化銅を前記したように液体に溶かした後紙を入れてから取り出して乾燥させる方法でなくて、前記した塩化銅粉末を直ちに紙上に撒くことも可能であって、塩化銅をペイスト（Ｐａｓｔｅ）に入れた塩化銅ペイストを作って紙に塗った後に乾かして塩化銅紙を得ることも可能である。このような場合に紙の両側面に塩化銅が塗られるようにすることもできる。また他の場合では紙の一側に塩化銅ペーストを塗って紙の他の一側には紙面がそのまま維持するようにすることも可能である。このようにした場合の紙を利用して図２のようにバッテリーを作れば紙に塩化銅が塗られている面が銅箔と接触し、銅が塗られていない純粋な紙面はマグネシウムを向かい合うようにして化学的にさらに安定するようにすることができる。同様な場合で塩化銅を含んだ紙と塩化銅を含まない紙（または他の多孔質物質）を接着剤で付けたり密着して図２で説明した紙２０６で用いることができる。前記紙に塩化銅を付着させる場合懸濁液に入れた場合とペイストを利用する場合を説明したのに、塩化銅が容易に紙に接着するように接着剤を入れたり導電性を高めるために黒鉛粉等を入れることができる。このようにペーストを塗る時はスクリーンプリンティング（Ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）技術等プリント技術を利用することが便利で、この場合ペーストには塩化銅粉、接着力を向上させるバインダー（ｂｉｎｄｅｒ）、伝導性を向上させる炭素（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ、ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ）等を入れることができる。
【００６２】
バッテリーを安価で製造するために、基板上に前記電流収集層、カソードを有したり有しない紙、アノード等で構成されるバッテリーのサンドウィッチをスクリーンプリンティング技術で作ることができる。例えば図２のバッテリー製造工程で、全てのバッテリー構成物質が次の工程の組合によるスクリーンプリンティングで作られることができる：１）シルバーペースト（ｓｉｌｖｅｒ ｐａｓｔｅ）やカーボンペースト（ｃａｒｂｏｎ ｐａｓｔｅ）のような伝導性物質のスクリーンプリンティング、２）カソード物質を有する物質のスクリーンプリンティング、３）アノード物質を含むアノードペーストのスクリーンプリンティング。また図２で示した上プラスチックフィルムと下のプラスチックフィルムがないバッテリーを製造することも可能である。この場合にはバッテリーを構成するサンドウィッチは基板の役割をする銅層、紙層とマグネシウム層で構成されており、前記構成層がよく密着して電気抵抗を減らすことができるように前記紙層を接着剤で他の層に付けることができる。
【００６３】
図４は図２と図３の製作方法によって製作されたバッテリー４００の写真を示す。全体的な大きさは約６ｃｍｘ３ｃｍであり透明なプラスチックフィルム４０１間に銅層４０２、塩化銅を含んだ紙４０３、マグネシウム４０４があることが見えて、前記した銅４０２にアルミニウム電極４０５と前記したマグネシウム４０４にまた他のアルミニウム電極４０６が連結されていることを見ることができる。未説明番号４０７は大きさを調べて見やすくするための物差しである。
【００６４】
図５は図４で見せてくれたバッテリーの一側端の断面を見せてくれる電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真であって、銅層５０４、塩化銅を含む紙５０５、マグネシウム層５０６が層層に積もられた構造物を見ることができ、前記構造物はプラスチックフィルム５０７と５０２にある接着剤５０８と５０３によって支持されることを見ることができる。未説明符号５０９と５１０はそれぞれ前記した接着剤どうし接着された接着部分と微細な空気空間を示す。
【００６５】
図６は図５のバッテリー電圧曲線を示すことであって、図４で言及したバッテリーに１０キロオームの抵抗を連結して０．２ミリリットルの人尿を液体供給口に落とした後測定した電圧である。最大電圧は１．４７Ｖで９０分まで１．０４Ｖの電圧を続けて維持することを見ることができる。
【００６６】
前記したバッテリーは導電性の導体を利用して外部の回路に連結されることができ、連結の簡便性のためにアノード等のバッテリー構成部品に導電性の接着剤を付着しておけば、バッテリーを疾病診断用キット（Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ ｋｉｔ ｆｏｒ ｄｉｓｅａｓｅ）等電気的なエネルギーを必要とする外部のシステムに容易に付着して使うことができる。同じ目的で前記した導線と外部の回路がよく連結できるように、前記した導線と外部の回路を雌雄の機械的に接触をできるように一方が突出して向かい合う他の側がくぼんで互いに差込まれて結合できるようにすることができる。このような構成を有する場合は家電製品に連結されるコンセント−プラグの結合のような形態になる。
【００６７】
前記したバッテリーの構成及び説明ではバッテリーの多孔質物質がカソードになる物質を含んで外部で水を含む液体が入る時バッテリーが作動することを説明したが、多孔質物質がカソード物質を含まなくて外部の液体がカソード物質を含む場合も同じ構造のバッテリーを利用することができる。例えば前記した構成のバッテリーで紙が塩化銅を含まない場合外部の流入液体が尿の場合尿に含まれている尿酸等の電解質がバッテリーを作動させることができる。この場合にカソード物質は尿に含まれて紙に流入する尿酸等の電解質になる。尿が紙内で動かない時もバッテリーが作動になるが尿が流入する間にもバッテリーは作動される。またポンプ等の機械を利用して尿を外部で続けて供給することができる。
【００６８】
いままで本発明の構成と代表的な実施形態を説明した。本発明に対して説明した内容を容易に修正して実施したり組み合わせて実施することは本発明の範囲に含まれる。例えば本発明の説明では多孔質物質で紙（Ｐａｐｅｒ）を例に挙げて説明したのに妊娠診断有無を診断するのに使われるニトロセルロース（ｎｉｔｒｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）等のような物質で代替が可能である。すなわち液体の表面張力によって液体が移動が可能な多孔質物質または毛細管を有する全ての物質をこのような目的で利用できる。本発明では電気化学反応によって発生した電子を受け入れるカソード物質で塩化銅（ＣｕＣｌ）を用いることを説明したが電子を受け入れるいかなる物質を用いることも可能である。もしも塩化銅（ＡｇＣｌ）をカソード物質に変えるならば次の化学反応によって電池が作動するようになる。
【００６９】
Ｍｇ＋２ＡｇＣｌ−−＞ＭｇＣｌ２＋２Ａｇ（化学式２）
同様に電気化学反応によって電子を発生させるアノードにマグネシウムを用いる代わり他の物質を用いることが可能である。例えば亜鉛をアノードで利用することができる。
【００７０】
また本発明の製作例で、バッテリーを板状に作ることだけ言及したが製作されるバッテリーは板状だけでなく四角形球形等いろいろの形状になることができてまた前記した板状型バッテリーをのりまきを巻くようにぐるぐる巻いて作るものも可能である。ハウジングまたは間隔維持手段を製作する時、プラスチック板間に接着剤があってその接着剤を熱と圧力を利用して溶かして付ける加熱加圧ローラを用いたが、前記したローラの代わりに加熱加圧プレス等他の手段を用いることが可能である。またプラスチック間に接着剤を使わなくて他のエネルギーを利用して付けることも可能である。例えば超音波を含む音波、レーザを含む光、高周波、赤外線、紫外線、可視光線を利用する電磁波（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ）、を利用することができて、強い圧力を加えて一部が溶けるようにして付ける圧接、熱によって接着する物質の全部または一部が溶けるようにして付けるソルダリング（ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）、上下板の接触部分を摩擦させて接合する摩擦接合等の他の方法を利用して付けることができる。
【００７１】
また本発明では前記した上下の板にプラスチック板を利用したが前記したプラスチック板は製作工程の理解を容易にするために言及したことであって、前記したプラスチック板の代わりに一つ以上のプラスチック板（ビニルとも言う）とアルミニウム等の金属、紙や木等の有機物層等の組合で構成された利用することも可能である。また一般ゴムやシリコーンゴム（Ｐｏｌｙ ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｉｌｏｘａｎｅ ｒｕｂｂｅｒ（ＰＤＭＳ））等を利用することも可能である。
【００７２】
液体の流入と内部の気体排出等がよくできるように前記紙と外部（大気）がよく連結できるようにチャネル、穴やスリット（ｓｌｉｔ）の形状を任意の形状に作ることが可能である。前記紙と外部の大気を連結するいかなる方法もこのような目的のために使われることができる。例えば多孔質マグネシウム、塩化銅を有する紙、多孔質の銅で構成されるバッテリーサンドウィッチの密封（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）やハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）のために多孔質の上下のプラスチック板が利用されることができる。この場合には前記紙と外部の大気間にある物質の数多い微少チャネルや微少穴が外部の流体流入と内部のガスを排出するのに利用される。
【００７３】
いままで言及した実施形態は本発明の原理、製作方法等の本発明の内容を説明するためのことであり、本発明の範囲がいままで説明した内容に限定されるのではない。既に言及された実施形態は他のいろいろ形態、使われる部品または物質の他の配列、作動や製造順序の配列等において容易な修正が可能である。このように本発明で説明した内容を容易に修正して実施したり組み合わせて実施することは本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
病気を診断するのに使われる診断キット、バイオシステム、バイオメムス（ＢｉｏＭＥＭＳ）等の作動が必要な時点で尿、血、体液等水を含む液体を本発明のバッテリーの所定の位置に落とす時作動して希望する検査をすることができるように電気的なエネルギーを供給するようにする。このバッテリーは安価で容易に利用することができるラミネーティングテクノロジー(Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)を利用するので非常に低価の板状型バッテリーを多量生産できる。それゆえプラスチックモールディング技術を利用したりラミネーティングテクノロジー(Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)、ホットエンボシング(Ｈｏｔ ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ)技術または同様の技術で製作される診断装置等のシステムを非常に容易にバッテリーを共に作ることができる長所がある。
【００７５】
すなわち本発明のバッテリーと製作技術を利用すると他のシステムを作りながら同時にバッテリーが製作される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明によるバッテリーの斜視図。
【図２】本発明によるバッテリーの製作方法の一例。
【図３】本発明によるバッテリーに使われる多孔質物質の製造方法の一例。
【図４】図２と図３の製作方法によって製作されたバッテリーの写真。
【図５】図４で見られたバッテリーの断面を見せてくれる電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真。
【図６】図４のバッテリーの電圧曲線。
【技術分野】
【０００１】
本発明はバッテリーに関したことであって、特に病気を診断するのに使われる診断キット、バイオメムス（ＢｉｏＭＥＭＳ、Ｂｉｏ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）とＤＮＡチップ、ラブ・オン・ア・チップ（ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）、微細流体機械（Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）等で言及されるバイオシステム等に利用されることができるように、多孔質物質を有して液体によって作動することを特徴とするバッテリーに関する。本バッテリーは使い捨て装置やシステムと容易に集積されることができて使い捨て装置を製作しながら同時に製作されることができる。
【背景技術】
【０００２】
去る数十年間にかけてＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）とマイクロマシン（Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅ）分野の技術的な進歩によりラブ・オン・ア・チップ（Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）、ＤＮＡチップ（ＤＮＡ ｃｈｉｐ）、微細流体機械（Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、微細光学システム（Ｏｐｔｉｃａｌ ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ）等で呼ばれるマイクロシステムやナノシステムを製作することが可能になった。基板微細加工（Ｂｕｌｋ ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ）と表面微細加工（Ｓｕｒｆａｃｅ ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ）のような一括工程によってＭＥＭＳやバイオＭＥＭＳ装置を一つの基板（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）上にマイクロアクチュエーター（Ｍｉｃｒｏａｃｔｕａｔｏｒ）、マイクロセンサ（Ｍｉｃｒｏｓｅｎｓｏｒ）、回路を同時に製作することができる。今日、このようなマイクロスケール（Ｍｉｃｒｏｓｃａｌｅ）やナノスケール（Ｎａｎｏｓｃａｌｅ）のデバイス等はいろいろな所に多く利用されるが、特に生体信号（Ｂｉｏ−ｓｉｇｎａｌ）の感知と増幅等の分野で多く用いられている。ナノ技術を利用してバイオセンサーを開発することは今日バイオ技術（Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）開発の重要な推進力になっている。
【０００３】
しかし現在のＭＥＭＳ、バイオＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、ラブ・オン・ア・チップ、健康診断機器、バイオシステム技術等が直面した重要な問題中の一つはエネルギー源の問題である。たとえラブ・オン・ア・チップやＤＮＡチップ等のシステムが小さな基板上に作られることができるが、前記したシステムはいまだに外部と連結されたバッテリーで電気を供給を受けたり感知のために光エネルギーが必要である。例えば、マイクロアレイ（Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙ ｏｒ ＤＮＡｃｈｉｐ）はチップ上で起こるＤＮＡの結合を感知するために外部で紫外線を照射してＤＮＡ結合と関連して放出される光を感知するスキャナーが必要である。
【発明の開示】
【０００４】
使い捨て診断用機器、バイオＭＥＭＳとＤＮＡチップ、ラブ・オン・ア・チップや微少流体機械のようなバイオシステムに必ず必要な電気エネルギーを供給するために液体によって作動が始まるバッテリーを提供することが本発明の目的である。本発明のまた他の目的は一回用デバイスやシステムと容易に結合することができるバッテリーの製作方法を提供することにある。
【０００５】
前述した目的を達成するために次のように発明を構成する。
【０００６】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含む多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノード、多孔質物質、電流収集層が互いに所定の距離を維持することができるようにする距離維持手段で構成されて；
前記した多孔質物質に液体が接触する時、前記した液体が表面張力と毛細管現象によって前記した多孔質物質内に浸透して、前記した多孔質物質の中に入っているカソードと前記したアノードを活性化して電気を発生させることを特徴とするバッテリーを提供する。
【０００７】
上の構成に付け加えて次を単独または並行してさらに実施すればさらに望ましい結果をもたらすことができる。
【０００８】
前記した液体が水を含む液体であることを特徴とするバッテリー。
【０００９】
前記した水を含む液体が動物の血、汗、唾液、鼻水、尿、膣分泌物、糞尿、体液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、細胞組織と植物の樹液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、細胞組織のうち少なくとも一つを含む液体であることを特徴とするバッテリー。
【００１０】
前記したアノードと多孔質物質間の距離と前記した多孔質物質と電流収集層間の距離のうち少なくとも一つの距離が全くなく互いに接触していることを特徴とするバッテリー。
【００１１】
前記したアノードがマグネシウムであることを特徴とするバッテリー。
【００１２】
前記した多孔質物質内に含まれているカソードが塩化銅（ＣｕＣｌ）と塩化銀（ＡｇＣｌ）同じであり塩化物であることを特徴とするバッテリー。
【００１３】
前記した多孔質物質がパルプで得られる紙であることを特徴とするバッテリー。
【００１４】
前記した多孔質物質がニトロセルロース（ｎｉｔｒｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）であることを特徴とするバッテリー。
【００１５】
前記した距離維持手段がゴム、プラスチック、木、紙、金属のうち少なくとも一つを含むことを特徴とするバッテリー。
【００１６】
前記した距離維持手段がプラスチックフィルムを利用して前記したアノードと電流収集層に接触することを特徴とするバッテリー。
【００１７】
前記した距離維持手段がプラスチックモールディング（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｍｏｌｄｉｎｇ）技術を利用して製作された部品を組み合わせて製作されたことを特徴とするバッテリー。
【００１８】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために接着剤を利用することを特徴とするバッテリー。
【００１９】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが固体から液体、固体から気体の相変化のうち少なくとも一つの変化を起こして接着されることを特徴とするバッテリー。
【００２０】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが他の一つの物質に拡散現象（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）を起こして接着されることを特徴とするバッテリー。
【００２１】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、加熱と加圧のうち少なくとも一つを利用して付けることを特徴とするバッテリー。
【００２２】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、超音波を含む音波と；レーザと可視光線、高周波、赤外線、紫外線を含む電磁波（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ）と；強い圧力を加えて一部を溶かすことと；互いに摩擦を起こして溶かすことのうち少なくとも一つ以上を利用することを特徴とするバッテリー。
【００２３】
前記した液体が前記した多孔質物質に容易に接触して前記した多孔質物質内部の空気が容易に抜けることができるように少なくとも一つ以上の穴を有することを特徴とするバッテリー。
【００２４】
前記したアノードとカソードは外部の回路と連結されるために電流を通過しやすい物質で作られた導線を利用することを特徴とするバッテリー。
【００２５】
前記した導線が外部とよく接触するように、前記した導線に導電性接着剤が塗られていることを特徴とするバッテリー。
【００２６】
前記した導線と外部の回路がよく連結できるように、前記した導線と外部の回路を雌雄の機械的接触をできるように一方が突出して向かい合う他の側がくぼんで互いに差込まれて結合できるようにすることを特徴とするバッテリー。
【００２７】
望ましいまた他のバッテリーの構成は次のようである。
【００２８】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含む多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノード、多孔質物質、電流収集層を囲む板状型のプラスチックで構成されて；
前記した多孔質物質に水を含む液体が接触する時、前記した液体が表面張力と毛細管現象によって前記した多孔質物質内に浸透して、前記した多孔質物質の中に入っているカソードと前記したアノードを活性化して電気を発生させることを特徴とする板状型のバッテリーを提供する。
【００２９】
望ましいまた他のバッテリーの構成は次のようである。
【００３０】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノード、多孔質物質、電流収集層を囲む板状型のプラスチックで構成されて；
前記した多孔質物質に水を含む電解質液体が接触する時、前記した電解質液体が表面張力と毛細管現象によって前記した多孔質物質内に浸透して、前記したアノードと反応して電気を発生させることを特徴とする板状型のバッテリー。
【００３１】
本発明による望ましいバッテリーの製造方法は次のようである。
【００３２】
下部基板上にバッテリーの構成要素で電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）、電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含む多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と、前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）を順に積み上げる段階と；
前記した基板から電流収集層までの層上に上部接着層を乗せる段階と；
前記した基板が前記したアノード、カソード、電流収集層、上部接着層のうち少なくとも一つに接着されて、前記した上部接着層が前記したアノード、カソード、電流収集層と基板のうち少なくとも一つに接着になるようにする段階と；の組合で構成されることを特徴とするバッテリー製造方法。
【００３３】
前記した構成に付け加えて次を単独または並行して実施すればさらに望ましい結果をもたらすことができる。
【００３４】
前記した基板と上部接着層がゴム、プラスチック、金属のうち少なくとも一つを含むことを特徴とするバッテリー製造方法。
【００３５】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために接着剤を利用することを特徴とするバッテリー製造方法。
【００３６】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが固体から液体、固体から気体の相変化のうち少なくとも一つの変化を起こして接着されることを特徴とするバッテリー製造方法。
【００３７】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが他の一つの物質に拡散現象を起こして接着されることを特徴とするバッテリー製造方法。
【００３８】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、加熱と加圧のうち少なくとも一つを利用して付けることを特徴とするバッテリー製造方法。
【００３９】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、超音波を含む音波と；レーザと可視光線、高周波、赤外線、紫外線を含む電磁波（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ）と；強い圧力を加えて一部を溶かすことと；互いに摩擦を起こして溶かすことのうち少なくとも一つ以上を利用することを特徴とするバッテリー製造方法。
【００４０】
望ましいまた他のバッテリーの構成は次のようである。
【００４１】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノードと前記した電流収集層間に位置して外部の液体と接触する時表面張力と毛細管現象によって外部の液体を前記したアノードと前記した電流収集層に誘導する媒介層（Ｍｅｄｉｕｍ）と；
前記したアノード、媒介層、電流収集層を囲む距離維持手段で構成される構造物を少なくとも一つ以上用いることを特徴とするバッテリー。
【００４２】
上の構成に付け加えて次を単独または並行してさらに実施すればさらに望ましい結果をもたらすことができる。
【００４３】
前記した液体が水を含む液体であることを特徴とするバッテリー。
【００４４】
前記した水を含む液体が動物の血、汗、唾液、鼻水、尿、膣分泌物、糞尿、体液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、細胞組織と植物の樹液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、細胞組織のうち少なくとも一つを含む液体であることを特徴とするバッテリー。
【００４５】
前記したアノードと電流収集層間の前記した媒介層が空いた空間と；紙のように空いた空間を含む多孔質物質が入り交じって構成されたことを特徴とするバッテリー。
【００４６】
前記したアノードと電流収集層間の前記した媒介層が紙のように空いた空間を含む多孔質物質だけで構成されたことを特徴とするバッテリー。
【００４７】
前記したアノードと電流収集層間の前記した媒介層が全部空いた空間であることを特徴とするバッテリー。
【００４８】
前記した媒介層、多孔質物質、空間の一部または全部に前記した電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含有することを特徴とするバッテリー。
【００４９】
前記したカソードが塩化銅（ＣｕＣｌ）と塩化銀（ＡｇＣｌ）のように塩化物であることを特徴とするバッテリー。
【００５０】
前記したアノードがマグネシウムであることを特徴とするバッテリー。
【００５１】
前記した媒介層が前記した液体に容易に接触して前記した媒介層内にある気体が容易に外に放出できるように少なくとも一つ以上の穴を有していることを特徴とするバッテリー。
【００５２】
前記した構造物が板状型でなっていて容易に積層技術（Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）で製造されることができることを特徴とするバッテリー。
【００５３】
電子を吸収する役割をするカソード物質が外部で流入する液体に含まれていることを特徴とするバッテリー。
【００５４】
前記した液体が１地点から他の地点に動く間に作動することを特徴とするバッテリー。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下添付された図面を参照にして本発明の望ましい実施形態を説明する。
【００５６】
図１は本発明によるバッテリーの代表的な実施形態を示すものである。マイクロバッテリー１００は透明な下面と上面プラスチックフィルム（Ｐｌａｓｔｉｃ ｆｉｌｍ）１０１と１０７間に電子を集める銅層（Ｃｏｐｐｅｒ ｌａｙｅｒ）１０２、塩化銅（ＣｕＣｌ）を有する紙１０５、酸化して電子を供給するマグネシウム層（Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｌａｙｅｒ）１０６が層に積もられて板の形態を形成されることに構成される。ここで未説明符号１０３、１０４は前記した銅層１０２とマグネシウム層１０６と電気的な連結をするための電極である。また他の未説明符号１０８と１０９は前記した紙１０５に水を含む液体を加えるための液体孔と、前記穴１０８に液体を加える時紙の中にある空気が抜けるための空気孔である。前記した銅層１０２は電子を集めるための電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）であって適切な他の金属を使うことができ、前記した紙１０５は他の多孔質物質で代替が可能である。例えば、紙、プラスチック、木のような有機物質（ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）や砂、多孔質金属、溝を掘った金属等の無機物質（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）等が前記した紙１０５の代用で使われることができる。また電気化学反応と関係されて前記した紙１０５に含まれた塩化銅は電子が供給される時電子を吸収して他の物質に変わる他の種類のいかなるカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を用いてもかまわなく、前記したマグネシウムは電子を供給することができるアノード（Ａｎｏｄｅ）役割をすることで電気化学反応が起こる時電子を発生させる役割をするいかなる物質でも代替が可能である。
【００５７】
このような基本構成を有して本発明によるバッテリー１００の電極１０３と１０４間が図示しなかった負荷抵抗によって連結になっていると考えて本発明によるバッテリー１００の作動原理を説明する。ここでは便宜上バッテリーを作動させる液体で尿を利用することを例に挙げて説明するが、水を含むいかなる液体も使用が可能である。前記したバッテリー１００の液体孔１０８に人の尿（図示せず）を接触させれば前記尿は表面張力と毛細管現象によって紙内部の微細な空間内に染み込みながら前記した塩化銅（ＣｕＣｌ）に会うようになって、前記マグネシウムは次の電気化学反応を起こしながら電子（図示せず）を発生させて、前記した電子は負荷抵抗を経て塩化銅に移動をする。
【００５８】
Ｍｇ＋２ＣｕＣｌ−−＞ＭｇＣｌ２＋２Ｃｕ（化学式１）
前記した電気化学反応によって負荷抵抗に沿って流れる電流の流れは電気であるので前記したバッテリー１００は尿によって作動になって外部回路に電気を供給することが可能になる。尿がはじめに入る時もバッテリーが作動になるが流入が終わって尿が停止している時も上の化学反応によって続けてバッテリーが作動になる。尿を続けて紙内に流入させる場合も前記バッテリーは作動になる。このような目的のためにバッテリー内で尿を循環させるポンプ等の装置が追加されることができる。
【００５９】
前記したバッテリーはいろいろの形態で製作できるが診断キットやバイオチップのような製品のために板状で製作することが望ましい。図２は本発明によるバッテリーの製作方法の一例を説明することであって、板状で製作する時プラスチックフィルム（Ｐｌａｓｔｉｃ ｆｉｌｍ）を利用したラミネーティングテクノロジー(Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)を利用して説明した。ここで前記したプラスチックフィルムの積層（Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）は本発明によるバッテリー構成要素であるアノード、多孔質物質、電流収集層等を互いに密着させる距離維持手段とバッテリーのためのハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）を提供する。前記マグネシウムは塩化銅を含んだ紙上にすぐ位置したり、尿等の流体抵抗（ｆｌｕｉｄ ｒｅｄｉｓｔａｎｃｅ）を減らすために前記塩化銅紙と前記マグネシウム間に所定の距離を置くこともできる。説明の便宜のためにここでは各層間に間隔がない場合を例に挙げて説明する。プラスチックフィルム２０１上に接着剤（Ａｄｈｉｓｉｖｅ）２０２が塗られていて前記したプラスチックフィルム２０１と接着剤２０２は基板（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）として使われる。
【００６０】
図２は図１のバッテリー１００を安価で作ることができる工程の一例を示したものである。図２の（ａ）で、前記した下のプラスチックフィルム（厚さ０．１５ｍｍ）２０１上にある前記した接着剤２０２上に銅層（厚さ０．２ｍｍ）２０３を接着する。図２の（ｂ）で、アルミニウム（厚さ０．２ｍｍ）を接着させるのに前記銅と接触する部分は電気的に導通になるように接着する。前記した銅とアルミニウムは半導体製造等に利用することと同じ技術である蒸着（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、メッキ等の技術でも形成させることができて、アルミニウムテープと銅テープのようなテープを利用しても形成でき、前記した接着層上にアルミ箔と銅箔をすぐ付けて形成することもできる。図２の（ｃ）と（ｄ）で見るように前記した銅層２０３上に順に塩化銅を有する紙（厚さ０．２ｍｍ）２０６とマグネシウム２０７を乗せる。この時前記した紙２０６は銅とだけ接触するようにして、前記したマグネシウム２０７は前記した紙２０６と前記したアルミニウム電極２０５上に置かれるようにすることが望ましい。図２の（ｅ）で、前記した図２の（ｄ）の積み上げた層上に接着層２０９を有するまた他のプラスチックフィルム２０８を乗せた後、全体を摂氏１２０度程度の熱い接着ローラ２１０と２１１間を矢印２１２の方向に通過させれば、図２の（ｆ）で、見るところのような板状のバッテリーを得ることができる。液体孔２１３と空気孔２１４は前記ローラを通過して板状になった後にカッター（ｃｕｔｔｅｒ）のような道具で後ほど作ることもできて、それとも前記プラスチックフィルム２０８と接着剤２０９で構成された上フィルムにあらかじめ作ってローラを通過させることができる。前記した図２の（ｅ）で熱いローラを通過させたことは前記した接着剤２０２と２０９が熱によってくっつく熱可塑性樹脂系接着剤（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ａｄｈｅｓｉｖｅ）である場合であって、前記した接着剤が常温でも接着力を有すれば無理に加熱をする必要はなくそのまま圧力を加える他の手段（ローラやプレス）を利用すればよい。また他の加熱加圧手段として超音波加熱装置、レーザ加熱装置、プレス等を利用することができる。
【００６１】
図３は本発明によるバッテリーに使われる多孔質物質の製造方法の一例で図２の紙２０６の製作方法を見せてくれる。ビーカー３０１に塩化銅を含む懸濁液（Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ、水１００ｍｌに塩化銅３ｇ含有）３０２のような液体を満たしてその内にフィルター紙（Ｆｉｌｔｅｒｐａｐｅｒ、メーカーＷｈａｔｍａｎ、カタログ番号１００１０７０）３０３を入れてから取り出せば紙３０４は紙全体にかけて塩化銅を含むことになる。この紙３０４を線（ｗｉｒｅ）３０５にやっとこ３０６を利用して乾かして適当な大きさに切れば、塩化銅を含む紙を作ることができる。図３では実験室でバッテリー用紙を作ることを説明したが同じ原理を利用する機械を利用することも可能である。また前記した塩化銅を前記したように液体に溶かした後紙を入れてから取り出して乾燥させる方法でなくて、前記した塩化銅粉末を直ちに紙上に撒くことも可能であって、塩化銅をペイスト（Ｐａｓｔｅ）に入れた塩化銅ペイストを作って紙に塗った後に乾かして塩化銅紙を得ることも可能である。このような場合に紙の両側面に塩化銅が塗られるようにすることもできる。また他の場合では紙の一側に塩化銅ペーストを塗って紙の他の一側には紙面がそのまま維持するようにすることも可能である。このようにした場合の紙を利用して図２のようにバッテリーを作れば紙に塩化銅が塗られている面が銅箔と接触し、銅が塗られていない純粋な紙面はマグネシウムを向かい合うようにして化学的にさらに安定するようにすることができる。同様な場合で塩化銅を含んだ紙と塩化銅を含まない紙（または他の多孔質物質）を接着剤で付けたり密着して図２で説明した紙２０６で用いることができる。前記紙に塩化銅を付着させる場合懸濁液に入れた場合とペイストを利用する場合を説明したのに、塩化銅が容易に紙に接着するように接着剤を入れたり導電性を高めるために黒鉛粉等を入れることができる。このようにペーストを塗る時はスクリーンプリンティング（Ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）技術等プリント技術を利用することが便利で、この場合ペーストには塩化銅粉、接着力を向上させるバインダー（ｂｉｎｄｅｒ）、伝導性を向上させる炭素（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ、ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ）等を入れることができる。
【００６２】
バッテリーを安価で製造するために、基板上に前記電流収集層、カソードを有したり有しない紙、アノード等で構成されるバッテリーのサンドウィッチをスクリーンプリンティング技術で作ることができる。例えば図２のバッテリー製造工程で、全てのバッテリー構成物質が次の工程の組合によるスクリーンプリンティングで作られることができる：１）シルバーペースト（ｓｉｌｖｅｒ ｐａｓｔｅ）やカーボンペースト（ｃａｒｂｏｎ ｐａｓｔｅ）のような伝導性物質のスクリーンプリンティング、２）カソード物質を有する物質のスクリーンプリンティング、３）アノード物質を含むアノードペーストのスクリーンプリンティング。また図２で示した上プラスチックフィルムと下のプラスチックフィルムがないバッテリーを製造することも可能である。この場合にはバッテリーを構成するサンドウィッチは基板の役割をする銅層、紙層とマグネシウム層で構成されており、前記構成層がよく密着して電気抵抗を減らすことができるように前記紙層を接着剤で他の層に付けることができる。
【００６３】
図４は図２と図３の製作方法によって製作されたバッテリー４００の写真を示す。全体的な大きさは約６ｃｍｘ３ｃｍであり透明なプラスチックフィルム４０１間に銅層４０２、塩化銅を含んだ紙４０３、マグネシウム４０４があることが見えて、前記した銅４０２にアルミニウム電極４０５と前記したマグネシウム４０４にまた他のアルミニウム電極４０６が連結されていることを見ることができる。未説明番号４０７は大きさを調べて見やすくするための物差しである。
【００６４】
図５は図４で見せてくれたバッテリーの一側端の断面を見せてくれる電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真であって、銅層５０４、塩化銅を含む紙５０５、マグネシウム層５０６が層層に積もられた構造物を見ることができ、前記構造物はプラスチックフィルム５０７と５０２にある接着剤５０８と５０３によって支持されることを見ることができる。未説明符号５０９と５１０はそれぞれ前記した接着剤どうし接着された接着部分と微細な空気空間を示す。
【００６５】
図６は図５のバッテリー電圧曲線を示すことであって、図４で言及したバッテリーに１０キロオームの抵抗を連結して０．２ミリリットルの人尿を液体供給口に落とした後測定した電圧である。最大電圧は１．４７Ｖで９０分まで１．０４Ｖの電圧を続けて維持することを見ることができる。
【００６６】
前記したバッテリーは導電性の導体を利用して外部の回路に連結されることができ、連結の簡便性のためにアノード等のバッテリー構成部品に導電性の接着剤を付着しておけば、バッテリーを疾病診断用キット（Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ ｋｉｔ ｆｏｒ ｄｉｓｅａｓｅ）等電気的なエネルギーを必要とする外部のシステムに容易に付着して使うことができる。同じ目的で前記した導線と外部の回路がよく連結できるように、前記した導線と外部の回路を雌雄の機械的に接触をできるように一方が突出して向かい合う他の側がくぼんで互いに差込まれて結合できるようにすることができる。このような構成を有する場合は家電製品に連結されるコンセント−プラグの結合のような形態になる。
【００６７】
前記したバッテリーの構成及び説明ではバッテリーの多孔質物質がカソードになる物質を含んで外部で水を含む液体が入る時バッテリーが作動することを説明したが、多孔質物質がカソード物質を含まなくて外部の液体がカソード物質を含む場合も同じ構造のバッテリーを利用することができる。例えば前記した構成のバッテリーで紙が塩化銅を含まない場合外部の流入液体が尿の場合尿に含まれている尿酸等の電解質がバッテリーを作動させることができる。この場合にカソード物質は尿に含まれて紙に流入する尿酸等の電解質になる。尿が紙内で動かない時もバッテリーが作動になるが尿が流入する間にもバッテリーは作動される。またポンプ等の機械を利用して尿を外部で続けて供給することができる。
【００６８】
いままで本発明の構成と代表的な実施形態を説明した。本発明に対して説明した内容を容易に修正して実施したり組み合わせて実施することは本発明の範囲に含まれる。例えば本発明の説明では多孔質物質で紙（Ｐａｐｅｒ）を例に挙げて説明したのに妊娠診断有無を診断するのに使われるニトロセルロース（ｎｉｔｒｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）等のような物質で代替が可能である。すなわち液体の表面張力によって液体が移動が可能な多孔質物質または毛細管を有する全ての物質をこのような目的で利用できる。本発明では電気化学反応によって発生した電子を受け入れるカソード物質で塩化銅（ＣｕＣｌ）を用いることを説明したが電子を受け入れるいかなる物質を用いることも可能である。もしも塩化銅（ＡｇＣｌ）をカソード物質に変えるならば次の化学反応によって電池が作動するようになる。
【００６９】
Ｍｇ＋２ＡｇＣｌ−−＞ＭｇＣｌ２＋２Ａｇ（化学式２）
同様に電気化学反応によって電子を発生させるアノードにマグネシウムを用いる代わり他の物質を用いることが可能である。例えば亜鉛をアノードで利用することができる。
【００７０】
また本発明の製作例で、バッテリーを板状に作ることだけ言及したが製作されるバッテリーは板状だけでなく四角形球形等いろいろの形状になることができてまた前記した板状型バッテリーをのりまきを巻くようにぐるぐる巻いて作るものも可能である。ハウジングまたは間隔維持手段を製作する時、プラスチック板間に接着剤があってその接着剤を熱と圧力を利用して溶かして付ける加熱加圧ローラを用いたが、前記したローラの代わりに加熱加圧プレス等他の手段を用いることが可能である。またプラスチック間に接着剤を使わなくて他のエネルギーを利用して付けることも可能である。例えば超音波を含む音波、レーザを含む光、高周波、赤外線、紫外線、可視光線を利用する電磁波（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ）、を利用することができて、強い圧力を加えて一部が溶けるようにして付ける圧接、熱によって接着する物質の全部または一部が溶けるようにして付けるソルダリング（ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）、上下板の接触部分を摩擦させて接合する摩擦接合等の他の方法を利用して付けることができる。
【００７１】
また本発明では前記した上下の板にプラスチック板を利用したが前記したプラスチック板は製作工程の理解を容易にするために言及したことであって、前記したプラスチック板の代わりに一つ以上のプラスチック板（ビニルとも言う）とアルミニウム等の金属、紙や木等の有機物層等の組合で構成された利用することも可能である。また一般ゴムやシリコーンゴム（Ｐｏｌｙ ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｉｌｏｘａｎｅ ｒｕｂｂｅｒ（ＰＤＭＳ））等を利用することも可能である。
【００７２】
液体の流入と内部の気体排出等がよくできるように前記紙と外部（大気）がよく連結できるようにチャネル、穴やスリット（ｓｌｉｔ）の形状を任意の形状に作ることが可能である。前記紙と外部の大気を連結するいかなる方法もこのような目的のために使われることができる。例えば多孔質マグネシウム、塩化銅を有する紙、多孔質の銅で構成されるバッテリーサンドウィッチの密封（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）やハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）のために多孔質の上下のプラスチック板が利用されることができる。この場合には前記紙と外部の大気間にある物質の数多い微少チャネルや微少穴が外部の流体流入と内部のガスを排出するのに利用される。
【００７３】
いままで言及した実施形態は本発明の原理、製作方法等の本発明の内容を説明するためのことであり、本発明の範囲がいままで説明した内容に限定されるのではない。既に言及された実施形態は他のいろいろ形態、使われる部品または物質の他の配列、作動や製造順序の配列等において容易な修正が可能である。このように本発明で説明した内容を容易に修正して実施したり組み合わせて実施することは本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
病気を診断するのに使われる診断キット、バイオシステム、バイオメムス（ＢｉｏＭＥＭＳ）等の作動が必要な時点で尿、血、体液等水を含む液体を本発明のバッテリーの所定の位置に落とす時作動して希望する検査をすることができるように電気的なエネルギーを供給するようにする。このバッテリーは安価で容易に利用することができるラミネーティングテクノロジー(Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)を利用するので非常に低価の板状型バッテリーを多量生産できる。それゆえプラスチックモールディング技術を利用したりラミネーティングテクノロジー(Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)、ホットエンボシング(Ｈｏｔ ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ)技術または同様の技術で製作される診断装置等のシステムを非常に容易にバッテリーを共に作ることができる長所がある。
【００７５】
すなわち本発明のバッテリーと製作技術を利用すると他のシステムを作りながら同時にバッテリーが製作される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明によるバッテリーの斜視図。
【図２】本発明によるバッテリーの製作方法の一例。
【図３】本発明によるバッテリーに使われる多孔質物質の製造方法の一例。
【図４】図２と図３の製作方法によって製作されたバッテリーの写真。
【図５】図４で見られたバッテリーの断面を見せてくれる電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真。
【図６】図４のバッテリーの電圧曲線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含む多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノード、多孔質物質、電流収集層が互いに所定の距離を維持することができるようにする距離維持手段（Ｈｏｕｓｉｎｇ）で構成されて；
外部で液体が流入する時、前記した液体が表面張力と毛細管現象によって前記した多孔質物質内に伝達されて、前記した多孔質物質の中に入っているカソードと前記したアノードを活性化して電気を発生させることを特徴とするバッテリー。
【請求項２】
前記した液体が水を含む液体であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項３】
前記した水を含む液体が動物の血、汗、唾液、鼻水、尿、膣分泌物、糞尿、体液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、細胞、細胞組織と；植物の樹液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、細胞、細胞組織のうち少なくとも一つを含む液体であることを特徴とする請求項２に記載のバッテリー。
【請求項４】
前記した多孔質物質が前記したアノードと電流収集層のうち少なくとも一つに接触していることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項５】
前記したアノードがマグネシウムであることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項６】
前記した多孔質物質内に含まれているカソードが 塩化銅（ＣｕＣｌ）と塩化銀（ＡｇＣｌ）であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項７】
前記した多孔質物質がパルプで得られる紙であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項８】
前記した多孔質物質がニトロセルロース（ｎｉｔｒｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項９】
前記した距離維持手段がゴム、プラスチック、木、紙、金属のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項１０】
前記した距離維持手段が次のうち少なくとも一つを包含したことを特徴とする請求項１と請求項９に記載のバッテリー：プラスチックラミネイション（Plastic Lamination）、ヒートエンボシング（Heat embossing）、ホットエンボシング（Hot embossing）、ウルトラバイオレットエンボシング（ultraviolet embossing）、液体のウルトラバイオレットキュアリング（ultraviolet curing of a liquid substance）、薄いフィルムのパターニングを含むフォトリソグラフィー技術（photolithographic techniques including patterning a thin film）、デポジットあるいはエッチング（deposit or etching）、ウルトラソニックフォーミング（ultrasonic forming）、プレッシャーフォーミング（pressure forming）、サーマルフォーミング（thermal forming）、バキュームフォーミング（vacuum forming）、ブローモルディング（blow molding）、ストレッチ モルディング（stretch molding）、インサートモルディング（insert molding）、インジェクションモルディング（injection molding）、エクストルージョンキャスティング（extrusion casting）、コンプレションモルディング（compression molding）、ダイキャスティング（die casting）、インカプセルレイションプロセシズ（encapsulation processes）
【請求項１１】
前記した距離維持手段がプラスチックモールディング（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｍｏｌｄｉｎｇ）技術を利用して製作された部品を組み合わせて製作されたことを特徴とする請求項１０に記載のバッテリー。
【請求項１２】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために接着剤を利用することを特徴とする請求項9乃至11に記載のバッテリー。
【請求項１３】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが固体から液体、固体から気体の相変化のうち少なくとも一つの変化を起こして接着されることを特徴とする請求項9乃至11に記載のバッテリー。
【請求項１４】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが他の一つの物質に拡散現象（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）を起こして接着されることを特徴とする請求項9乃至１１に記載のバッテリー。
【請求項１５】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、加熱と加圧のうち少なくとも一つを利用して付けることを特徴とする請求項１2乃至14に記載のバッテリー。
【請求項１６】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、超音波を含む音波と；レーザと可視光線、高周波、赤外線、紫外線を含む電磁波（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ）と；強い圧力を加えて一部を溶かすことと；互いに摩擦を起こして溶かすことのうち少なくとも一つ以上を利用することを特徴とする請求項１2乃至１4に記載のバッテリー。
【請求項１７】
前記した液体が前記した多孔質物質に容易に接触して前記した多孔質物質内部の空気が容易に抜けることができるように少なくとも一つ以上の穴を有することを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項１８】
前記したアノードとカソードは外部の回路と連結されるために電流を通過しやすい物質で作られた導線を利用することを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項１９】
前記した導線が外部とよく接触するように、前記した導線に導電性接着剤が塗られていることを特徴とする請求項１8に記載のバッテリー。
【請求項２０】
前記した導線と外部の回路がよく連結できるように、前記した導線と外部の回路を雌雄の機械的接触をできるように一方が突出して向かい合う他の側がくぼんで互いに差込まれて結合できるようにすることを特徴とする請求項１8に記載のバッテリー。
【請求項２１】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含む多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノード、多孔質物質、電流収集層が互いに所定の距離を維持することができるようにする平板型プラスチック距離維持手段（Ｐｌａｎａｒ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｈｏｕｓｉｎｇ）で構成されて；
外部で液体が流入する時、前記した液体が表面張力と毛細管現象によって前記した多孔質物質内に伝達されて、前記した多孔質物質の中に入っているカソードと前記したアノードを活性化して電気を発生させることを特徴とするバッテリー。
【請求項２２】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と；
前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノード、多孔質物質、電流収集層が互いに所定の距離を維持することができるようにする平板型プラスチック距離維持手段（Ｐｌａｎａｒ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｈｏｕｓｉｎｇ）で構成されて；
外部でカソード物質を含む液体が流入する時、前記した液体が表面張力と毛細管現象によって前記した多孔質物質内に伝達されて、前記したカソードと前記したアノードを活性化して電気を発生させることを特徴とするバッテリー。
【請求項２３】
下部基板上にバッテリーの構成要素で電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）、電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含む多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と、前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）を順に積み上げる段階と；
前記した基板から電流収集層までの層上に上部接着層を乗せる段階と；
前記した基板が前記したアノード、カソード、電流収集層、上部接着層のうち少なくとも一つに接着されて、前記した上部接着層が前記したアノード、カソード、電流収集層と基板のうち少なくとも一つに接着になるようにする段階と；の組合で構成されることを特徴とするバッテリー製造方法。
【請求項２４】
前記した基板と上部接着層がゴム、プラスチック、金属のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項23に記載のバッテリー製造方法。
【請求項２５】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために接着剤を利用することを特徴とする請求項24に記載のバッテリー製造方法。
【請求項２６】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが固体から液体、固体から気体の相変化のうち少なくとも一つの変化を起こして接着されることを特徴とする請求項24に記載のバッテリー製造方法。
【請求項２７】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが他の一つの物質に拡散現象を起こして接着されることを特徴とする請求項24に記載のバッテリー製造方法。
【請求項２８】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、加熱と加圧のうち少なくとも一つを利用して付けることを特徴とする請求項24乃至27に記載のバッテリー製造方法。
【請求項２９】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、超音波を含む音波と；レーザと可視光線、高周波、赤外線、紫外線を含む電磁波（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ）と；強い圧力を加えて一部を溶かすことと；互いに摩擦を起こして溶かすことのうち少なくとも一つ以上を利用することを特徴とする請求項24乃至27に記載のバッテリー製造方法。
【請求項３０】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノードと前記した電流収集層間に位置して外部の液体と接触する時表面張力と毛細管現象によって外部の液体を前記したアノードと前記した電流収集層に誘導する媒介層（Ｍｅｄｉｕｍ）と；
前記したアノード、媒介層、電流収集層を囲む距離維持手段で構成される構造物を少なくとも一つ以上用いることを特徴とするバッテリー。
【請求項３１】
前記した液体が水を含む液体であることを特徴とする請求項30に記載のバッテリー。
【請求項３２】
前記した水を含む液体が動物の血、唾液、鼻水、尿、膣分泌物、糞尿、体液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、細胞組織と植物の樹液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、細胞組織のうち少なくとも一つを含む液体であることを特徴とする請求項3１に記載のバッテリー。
【請求項３３】
前記したアノードと電流収集層間の前記した媒介層が空いた空間と；紙のように空いた空間を含む多孔質物質が入り交じって構成されたことを特徴とする請求項30に記載のバッテリー。
【請求項３４】
前記したアノードと電流収集層間の前記した媒介層が紙のように空いた空間を含む多孔質物質だけで構成されたことを特徴とする請求項33に記載のバッテリー。
【請求項３５】
前記したアノードと電流収集層間の前記した媒介層が全部空いた空間であることを特徴とする請求項33に記載のバッテリー。
【請求項３６】
前記した媒介層、多孔質物質、空間の一部または全部に前記した電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含有することを特徴とする請求項30または請求項33乃至35に記載のバッテリー。
【請求項３７】
前記したカソードが塩化銅（ＣｕＣｌ）と塩化銀（ＡｇＣｌ）のように塩化物であることを特徴とする請求項36に記載のバッテリー。
【請求項３８】
前記したアノードがマグネシウムであることを特徴とする請求項30に記載のバッテリー。
【請求項３９】
前記した媒介層が前記した液体に容易に接触して前記した媒介層内にある気体が容易に外に放出できるように少なくとも一つ以上の穴を有していることを特徴とする請求項30に記載のバッテリー。
【請求項４０】
前記した構造物が板状型でなっていて容易に積層技術（Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）で製造されることができることを特徴とする請求項30に記載のバッテリー。
【請求項４１】
電子を吸収する役割をするカソード物質が外部で流入する液体に含まれていることを特徴とする請求項30に記載のバッテリー。
【請求項４２】
前記した液体が１地点から他の地点に動く間に作動することを特徴とする請求項３０または４１に記載のバッテリー。
【請求項１】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含む多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノード、多孔質物質、電流収集層が互いに所定の距離を維持することができるようにする距離維持手段（Ｈｏｕｓｉｎｇ）で構成されて；
外部で液体が流入する時、前記した液体が表面張力と毛細管現象によって前記した多孔質物質内に伝達されて、前記した多孔質物質の中に入っているカソードと前記したアノードを活性化して電気を発生させることを特徴とするバッテリー。
【請求項２】
前記した液体が水を含む液体であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項３】
前記した水を含む液体が動物の血、汗、唾液、鼻水、尿、膣分泌物、糞尿、体液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、細胞、細胞組織と；植物の樹液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、細胞、細胞組織のうち少なくとも一つを含む液体であることを特徴とする請求項２に記載のバッテリー。
【請求項４】
前記した多孔質物質が前記したアノードと電流収集層のうち少なくとも一つに接触していることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項５】
前記したアノードがマグネシウムであることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項６】
前記した多孔質物質内に含まれているカソードが 塩化銅（ＣｕＣｌ）と塩化銀（ＡｇＣｌ）であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項７】
前記した多孔質物質がパルプで得られる紙であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項８】
前記した多孔質物質がニトロセルロース（ｎｉｔｒｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項９】
前記した距離維持手段がゴム、プラスチック、木、紙、金属のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項１０】
前記した距離維持手段が次のうち少なくとも一つを包含したことを特徴とする請求項１と請求項９に記載のバッテリー：プラスチックラミネイション（Plastic Lamination）、ヒートエンボシング（Heat embossing）、ホットエンボシング（Hot embossing）、ウルトラバイオレットエンボシング（ultraviolet embossing）、液体のウルトラバイオレットキュアリング（ultraviolet curing of a liquid substance）、薄いフィルムのパターニングを含むフォトリソグラフィー技術（photolithographic techniques including patterning a thin film）、デポジットあるいはエッチング（deposit or etching）、ウルトラソニックフォーミング（ultrasonic forming）、プレッシャーフォーミング（pressure forming）、サーマルフォーミング（thermal forming）、バキュームフォーミング（vacuum forming）、ブローモルディング（blow molding）、ストレッチ モルディング（stretch molding）、インサートモルディング（insert molding）、インジェクションモルディング（injection molding）、エクストルージョンキャスティング（extrusion casting）、コンプレションモルディング（compression molding）、ダイキャスティング（die casting）、インカプセルレイションプロセシズ（encapsulation processes）
【請求項１１】
前記した距離維持手段がプラスチックモールディング（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｍｏｌｄｉｎｇ）技術を利用して製作された部品を組み合わせて製作されたことを特徴とする請求項１０に記載のバッテリー。
【請求項１２】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために接着剤を利用することを特徴とする請求項9乃至11に記載のバッテリー。
【請求項１３】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが固体から液体、固体から気体の相変化のうち少なくとも一つの変化を起こして接着されることを特徴とする請求項9乃至11に記載のバッテリー。
【請求項１４】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが他の一つの物質に拡散現象（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）を起こして接着されることを特徴とする請求項9乃至１１に記載のバッテリー。
【請求項１５】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、加熱と加圧のうち少なくとも一つを利用して付けることを特徴とする請求項１2乃至14に記載のバッテリー。
【請求項１６】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、超音波を含む音波と；レーザと可視光線、高周波、赤外線、紫外線を含む電磁波（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ）と；強い圧力を加えて一部を溶かすことと；互いに摩擦を起こして溶かすことのうち少なくとも一つ以上を利用することを特徴とする請求項１2乃至１4に記載のバッテリー。
【請求項１７】
前記した液体が前記した多孔質物質に容易に接触して前記した多孔質物質内部の空気が容易に抜けることができるように少なくとも一つ以上の穴を有することを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項１８】
前記したアノードとカソードは外部の回路と連結されるために電流を通過しやすい物質で作られた導線を利用することを特徴とする請求項１に記載のバッテリー。
【請求項１９】
前記した導線が外部とよく接触するように、前記した導線に導電性接着剤が塗られていることを特徴とする請求項１8に記載のバッテリー。
【請求項２０】
前記した導線と外部の回路がよく連結できるように、前記した導線と外部の回路を雌雄の機械的接触をできるように一方が突出して向かい合う他の側がくぼんで互いに差込まれて結合できるようにすることを特徴とする請求項１8に記載のバッテリー。
【請求項２１】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含む多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノード、多孔質物質、電流収集層が互いに所定の距離を維持することができるようにする平板型プラスチック距離維持手段（Ｐｌａｎａｒ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｈｏｕｓｉｎｇ）で構成されて；
外部で液体が流入する時、前記した液体が表面張力と毛細管現象によって前記した多孔質物質内に伝達されて、前記した多孔質物質の中に入っているカソードと前記したアノードを活性化して電気を発生させることを特徴とするバッテリー。
【請求項２２】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と；
前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノード、多孔質物質、電流収集層が互いに所定の距離を維持することができるようにする平板型プラスチック距離維持手段（Ｐｌａｎａｒ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｈｏｕｓｉｎｇ）で構成されて；
外部でカソード物質を含む液体が流入する時、前記した液体が表面張力と毛細管現象によって前記した多孔質物質内に伝達されて、前記したカソードと前記したアノードを活性化して電気を発生させることを特徴とするバッテリー。
【請求項２３】
下部基板上にバッテリーの構成要素で電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）、電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含む多孔質物質（Ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）と、前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）を順に積み上げる段階と；
前記した基板から電流収集層までの層上に上部接着層を乗せる段階と；
前記した基板が前記したアノード、カソード、電流収集層、上部接着層のうち少なくとも一つに接着されて、前記した上部接着層が前記したアノード、カソード、電流収集層と基板のうち少なくとも一つに接着になるようにする段階と；の組合で構成されることを特徴とするバッテリー製造方法。
【請求項２４】
前記した基板と上部接着層がゴム、プラスチック、金属のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項23に記載のバッテリー製造方法。
【請求項２５】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために接着剤を利用することを特徴とする請求項24に記載のバッテリー製造方法。
【請求項２６】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが固体から液体、固体から気体の相変化のうち少なくとも一つの変化を起こして接着されることを特徴とする請求項24に記載のバッテリー製造方法。
【請求項２７】
プラスチックと金属またはプラスチックとプラスチックを接着するために、プラスチックと金属のうち少なくとも一つが他の一つの物質に拡散現象を起こして接着されることを特徴とする請求項24に記載のバッテリー製造方法。
【請求項２８】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、加熱と加圧のうち少なくとも一つを利用して付けることを特徴とする請求項24乃至27に記載のバッテリー製造方法。
【請求項２９】
一側のプラスチックを他の方向に付けるために、超音波を含む音波と；レーザと可視光線、高周波、赤外線、紫外線を含む電磁波（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ）と；強い圧力を加えて一部を溶かすことと；互いに摩擦を起こして溶かすことのうち少なくとも一つ以上を利用することを特徴とする請求項24乃至27に記載のバッテリー製造方法。
【請求項３０】
電子を発生させるアノード（Ａｎｏｄｅ）と；
前記したアノードで発生した電子が外部の回路を通じて流れ込む時、前記電子を収集する役割をする電流収集層（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）と；
前記したアノードと前記した電流収集層間に位置して外部の液体と接触する時表面張力と毛細管現象によって外部の液体を前記したアノードと前記した電流収集層に誘導する媒介層（Ｍｅｄｉｕｍ）と；
前記したアノード、媒介層、電流収集層を囲む距離維持手段で構成される構造物を少なくとも一つ以上用いることを特徴とするバッテリー。
【請求項３１】
前記した液体が水を含む液体であることを特徴とする請求項30に記載のバッテリー。
【請求項３２】
前記した水を含む液体が動物の血、唾液、鼻水、尿、膣分泌物、糞尿、体液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、細胞組織と植物の樹液、ＤＮＡ、ＲＮＡ、細胞組織のうち少なくとも一つを含む液体であることを特徴とする請求項3１に記載のバッテリー。
【請求項３３】
前記したアノードと電流収集層間の前記した媒介層が空いた空間と；紙のように空いた空間を含む多孔質物質が入り交じって構成されたことを特徴とする請求項30に記載のバッテリー。
【請求項３４】
前記したアノードと電流収集層間の前記した媒介層が紙のように空いた空間を含む多孔質物質だけで構成されたことを特徴とする請求項33に記載のバッテリー。
【請求項３５】
前記したアノードと電流収集層間の前記した媒介層が全部空いた空間であることを特徴とする請求項33に記載のバッテリー。
【請求項３６】
前記した媒介層、多孔質物質、空間の一部または全部に前記した電子を吸収する役割をするカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）物質を含有することを特徴とする請求項30または請求項33乃至35に記載のバッテリー。
【請求項３７】
前記したカソードが塩化銅（ＣｕＣｌ）と塩化銀（ＡｇＣｌ）のように塩化物であることを特徴とする請求項36に記載のバッテリー。
【請求項３８】
前記したアノードがマグネシウムであることを特徴とする請求項30に記載のバッテリー。
【請求項３９】
前記した媒介層が前記した液体に容易に接触して前記した媒介層内にある気体が容易に外に放出できるように少なくとも一つ以上の穴を有していることを特徴とする請求項30に記載のバッテリー。
【請求項４０】
前記した構造物が板状型でなっていて容易に積層技術（Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）で製造されることができることを特徴とする請求項30に記載のバッテリー。
【請求項４１】
電子を吸収する役割をするカソード物質が外部で流入する液体に含まれていることを特徴とする請求項30に記載のバッテリー。
【請求項４２】
前記した液体が１地点から他の地点に動く間に作動することを特徴とする請求項３０または４１に記載のバッテリー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００８−５１２８３９（Ｐ２００８−５１２８３９Ａ）
【公表日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３１０７３（Ｐ２００７−５３１０７３）
【出願日】平成１７年９月６日（２００５．９．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００５／００２９５３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２８３４７
【国際公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【出願人】（５０７０５２４８５）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月６日（２００５．９．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００５／００２９５３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２８３４７
【国際公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【出願人】（５０７０５２４８５）
【Ｆターム（参考）】
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