Hajszálakból készült apró elemeket hoztak létre.

TPO – Kutatók kifejlesztettek egy hajszálvékony akkumulátort, amely képes olyan apró robotokat működtetni, mint egy írásjel.

Egyfajta miniatűr akkumulátor, amely a robotot táplálja (Fotó: Michael Strano)

A cink-levegő elemek oxigént kötnek meg a környező környezetből, és apró mennyiségű cinket oxidálnak, ez a reakció akár 1 voltot is termelhet. Ez az energia ezután érzékelőket vagy kis robotkarokat képes működtetni, amelyek tárgyakat, például inzulint, közvetlenül a cukorbetegek sejtjeibe emelhetnek és süllyeszthetnek.

Bár már régóta tervezik a mikroszkopikus robotok használatát gyógyszerek testbe juttatására, a meghajtásuk továbbra is kihívást jelentő probléma.

Sok jelenlegi kialakítás napenergiát használ, ami azt jelenti, hogy napfénynek kell kitenni őket, vagy lézerrel kell vezérelni őket. De egyik sem tud mélyen behatolni a testbe, mivel mindig fényforráshoz kell csatlakoztatni őket.

„Ha olyan mikrorobotot szeretnénk, amely képes belépni az emberek számára hozzáférhetetlen helyekre, akkor nagyobb fokú autonómiával kell rendelkeznie” – mondta Michael Strano, a tanulmány vezető szerzője, az MIT vegyészmérnöke.

Az akkumulátor mérete 0,01 milliméter.

Ez az egyik legkisebb valaha feltalált elem. 2022-ben német kutatók leírtak egy milliméter méretű elemet, amely elfér egy mikrochipen. Strano és csapata eleme körülbelül tízszer kisebb, mindössze 0,1 milliméter hosszú és 0,002 milliméter vastag (egy átlagos emberi hajszál vastagsága körülbelül 0,1 milliméter).

Ez az akkumulátor két részből áll, egy cink- és egy platina-elektródából. Ezek egy SU-8 nevű polimerbe vannak ágyazva. Amikor a cink reakcióba lép a levegő oxigénjével, oxidációs reakciót hoz létre, amely elektronokat szabadít fel. Ezek az elektronok a platina-elektródához áramlanak.

Az akkumulátorokat fotolitográfiának nevezett eljárással gyártják, amely fényérzékeny anyagokat használ nanométer méretű minták szilíciumlapkákra való átvitelére. Ezt a módszert általában félvezetők gyártására használják. Strano és kollégái a Science Robotics folyóiratban jelentették, hogy gyorsan 10 000 akkumulátort lehet „nyomtatni” minden szilíciumlapkára.

Az új tanulmányban a kutatók egy vezetéket használtak, hogy ezeket az apró akkumulátorokat mikroszkopikus robotokhoz kössék, amelyeket Strano laboratóriuma szintén fejleszt. Tesztelték az akkumulátor memristor tápellátására való képességét.

Emellett ultravékony akkumulátorokat használtak az óra áramkörének működtetéséhez, lehetővé téve a robot számára az idő követését és két nanoskálájú érzékelő működtetését, az egyik szén nanocsövekből, a másik molibdén-diszulfidból készült. A kutatók szerint az ilyen mikroszenzorok csövekbe vagy más nehezen elérhető helyekre is bedobhatók.

A kutatócsoport elemekkel is működtette az egyik mikrorobot karját. Ezek az apró aktuátorok lehetővé tehetik az orvosi robotok számára, hogy a testben működve egy adott időpontban vagy helyen adagolják a gyógyszereket.

Ha Csu

A Live Science szerint