Сделал маленькую батарейку из волоса

Сделал маленькую батарейку из волос фото 1

Робот питается от крошечной батарейки (Фото: Майкл Страно)

Цинково-воздушная батарея захватывает кислород из окружающей среды и окисляет небольшое количество цинка, в результате реакции может возникнуть напряжение в 1 вольт. Затем эта энергия может питать датчик или небольшую роботизированную руку, которая может поднимать и опускать такой объект, как инсулин, прямо в клетки диабетика.

Хотя микроскопические роботы уже давно предлагаются для доставки лекарств в определенные точки организма, их обеспечение энергией остается сложной проблемой.

Многие современные разработки работают на солнечной энергии, то есть они должны подвергаться воздействию солнечного света или управляться лазерами. Но ни один из них не может проникать глубоко в тело, поскольку они всегда должны быть подключены к источнику света.

«Если вы хотите, чтобы микроробот мог проникать в пространства, куда не могут попасть люди, он должен обладать более высоким уровнем автономности», — сказал старший автор исследования Майкл Страно, инженер-химик из Массачусетского технологического института.

Размер батареи составляет 0,01 миллиметра.

Это одна из самых маленьких батарей, когда-либо изобретенных. В 2022 году исследователи в Германии описали батарею размером в миллиметр, которая могла бы поместиться на микрочипе. Батарея Страно и его команды примерно в 10 раз меньше, ее длина составляет всего 0,1 миллиметра, а толщина — 0,002 миллиметра. (Средняя толщина человеческого волоса составляет около 0,1 миллиметра.)

Батарея состоит из двух компонентов: цинкового электрода и платинового электрода. Они встроены в полимер под названием SU-8. Когда цинк реагирует с кислородом из воздуха, он создает реакцию окисления, которая высвобождает электроны. Эти электроны текут к платиновому электроду.

Аккумуляторы изготавливаются с использованием процесса, называемого фотолитографией, который использует светочувствительные материалы для переноса нанометровых рисунков на кремниевые пластины. Этот метод обычно используется для производства полупроводников. Он может быстро «напечатать» 10 000 аккумуляторов на каждой кремниевой пластине, сообщают Страно и его коллеги в журнале Science Robotics.

В новом исследовании ученые использовали провод для соединения этих крошечных батарей с микророботами, которые также были разработаны в лаборатории Страно. Они проверили способность батареи питать мемристор.

Они также использовали сверхтонкую батарею для питания часовой схемы, которая позволяет роботу отслеживать время, и для питания двух нанодатчиков, один из которых сделан из углеродных нанотрубок, а другой — из дисульфида молибдена. Такие микродатчики можно сбрасывать в трубы или другие труднодоступные места, говорят исследователи.

Команда также использовала батареи для перемещения руки на одном из микророботов. Эти крошечные приводы могли бы позволить медицинским роботам работать внутри тела, чтобы доставлять лекарства в определенное время или место.

Ха Чт

По данным Live Science