Hiussuortuvasta on tehty pieniä paristoja.

TPO - Tutkijat ovat kehittäneet hiuksen ohuen akun, joka voi käyttää jopa välimerkin kokoisia robotteja.

Robotin virtalähteenä toimiva pienoiskokoinen akku (Kuva: Michael Strano)

Sinkki-ilma-akut keräävät happea ympäröivästä ympäristöstä ja hapettavat pieniä määriä sinkkiä. Tässä reaktiossa voi syntyä 1 voltin jännite. Tämä energia voi sitten antaa virtaa antureille tai pienille robottikäsivarsille, jotka voivat nostaa ja laskea esineitä, kuten insuliinia, suoraan diabeetikkojen soluihin.

Vaikka mikroskooppisia robotteja on jo pitkään ehdotettu lääkkeiden toimittamiseksi tiettyihin kehon paikkoihin, niiden käyttövoiman tarjoaminen on edelleen haastava ongelma.

Monet nykyiset mallit hyödyntävät aurinkoenergiaa, mikä tarkoittaa, että ne on altistettava auringonvalolle tai niitä on ohjattava lasereilla. Kumpikaan ei kuitenkaan voi tunkeutua syvälle kehoon, koska ne on aina oltava kytkettynä valonlähteeseen.

"Jos haluat mikrorobotin, joka voi päästä ihmisille saavuttamattomiin tiloihin, sillä on oltava korkeampi autonomia", sanoo vanhempi tutkija Michael Strano, kemianinsinööri MIT:stä.

Akun koko on 0,01 millimetriä.

Tämä on yksi pienimmistä koskaan keksityistä akuista. Vuonna 2022 saksalaiset tutkijat kuvasivat millimetrin kokoisen akun, joka mahtuisi mikrosirulle. Stranon ja hänen tiiminsä akku on noin 10 kertaa pienempi, vain 0,1 millimetriä pitkä ja 0,002 millimetriä paksu (ihmishiuksen keskimääräinen paksuus on noin 0,1 millimetriä).

Tässä akussa on kaksi komponenttia, sinkkielektrodi ja platinaelektrodi. Ne on upotettu SU-8-nimiseen polymeeriin. Kun sinkki reagoi ilman hapen kanssa, se luo hapetusreaktion, joka vapauttaa elektroneja. Nämä elektronit virtaavat platinaelektrodiin.

Paristot valmistetaan fotolitografiaksi kutsutulla prosessilla, jossa käytetään valoherkkiä materiaaleja nanometrikokoisten kuvioiden siirtämiseen piikiekkoihin. Tätä menetelmää käytetään yleisesti puolijohteiden valmistuksessa. Stranon ja hänen kollegoidensa mukaan sillä voidaan nopeasti "tulostaa" 10 000 paristoa jokaiselle piikiekolle.

Uudessa tutkimuksessa tutkijat käyttivät johtoa yhdistääkseen nämä pienet paristot mikroskooppisiin robotteihin, joita Stranon laboratorio myös kehittää. He testasivat pariston kykyä käyttää memristoria.

He käyttivät myös ultraohuita paristoja kellopiirin virransyöttöön, minkä ansiosta robotti voi seurata aikaa ja käyttää kahta nanomittakaavan anturia, joista toinen on valmistettu hiilinanoputkista ja toinen molybdeenidisulfidista. Tällaisia ​​mikroantureita voidaan tutkijoiden mukaan pudottaa putkiin tai muihin vaikeasti tavoitettaviin paikkoihin.

Tutkimusryhmä käytti myös paristoja yhden mikrorobotin käsivarren virtalähteenä. Näiden pienten toimilaitteiden avulla lääketieteelliset robotit voisivat toimia kehon sisällä ja toimittaa lääkkeitä tiettyyn aikaan tai paikkaan.

Ha Thu

Live Sciencen mukaan