Membuat baterai kecil dari sehelai rambut

Membuat baterai kecil dari foto rambut 1

Baterai kecil memberi daya pada robot (Foto: Michael Strano)

Baterai seng-udara menangkap oksigen dari lingkungan sekitar dan mengoksidasi sejumlah kecil seng, sebuah reaksi yang dapat menghasilkan 1 volt. Energi ini kemudian dapat menggerakkan sensor atau lengan robot kecil yang dapat mengangkat dan menurunkan objek seperti insulin langsung ke dalam sel penderita diabetes.

Meskipun robot mikroskopis telah lama diusulkan untuk mengirimkan obat ke lokasi tertentu di dalam tubuh, memberi daya pada robot tersebut tetap menjadi masalah yang sulit.

Banyak desain yang ada saat ini bertenaga surya, artinya harus terpapar sinar matahari atau dikendalikan oleh laser. Namun, keduanya tidak dapat menembus jauh ke dalam tubuh karena harus selalu terhubung ke sumber cahaya.

"Jika Anda menginginkan mikrorobot yang mampu memasuki ruang yang tidak dapat dijangkau manusia, ia harus memiliki tingkat otonomi yang lebih tinggi," kata penulis senior studi Michael Strano, seorang insinyur kimia di MIT.

Baterainya berukuran 0,01 milimeter.

Ini adalah salah satu baterai terkecil yang pernah ditemukan. Pada tahun 2022, para peneliti di Jerman mendeskripsikan baterai berukuran milimeter yang dapat dipasang pada sebuah microchip. Baterai Strano dan timnya sekitar 10 kali lebih kecil, hanya berukuran panjang 0,1 milimeter dan tebal 0,002 milimeter. (Rata-rata rambut manusia tebalnya sekitar 0,1 milimeter.)

Baterai ini memiliki dua komponen, elektroda seng dan elektroda platina. Keduanya tertanam dalam polimer bernama SU-8. Ketika seng bereaksi dengan oksigen dari udara, terjadi reaksi oksidasi yang melepaskan elektron. Elektron-elektron ini mengalir ke elektroda platina.

Baterai tersebut dibuat menggunakan proses yang disebut fotolitografi, yang menggunakan material peka cahaya untuk mentransfer pola berukuran nanometer ke wafer silikon. Metode ini umum digunakan untuk memproduksi semikonduktor. Strano dan rekan-rekannya melaporkan dalam jurnal Science Robotics bahwa metode ini dapat dengan cepat "mencetak" 10.000 baterai ke setiap wafer silikon.

Dalam studi baru ini, para peneliti menggunakan kabel untuk menghubungkan baterai-baterai kecil ini ke mikrorobot yang juga dikembangkan oleh laboratorium Strano. Mereka menguji kemampuan baterai untuk memberi daya pada memristor.

Mereka juga menggunakan baterai super tipis untuk memberi daya pada sirkuit jam yang memungkinkan robot melacak waktu, dan untuk memberi daya pada dua sensor berskala nano, satu terbuat dari karbon nanotube dan yang lainnya dari molibdenum disulfida. Mikrosensor seperti ini dapat dijatuhkan ke dalam pipa atau tempat-tempat lain yang sulit dijangkau, kata para peneliti.

Tim juga menggunakan baterai untuk menggerakkan lengan salah satu mikrorobot. Aktuator kecil ini memungkinkan robot medis bekerja di dalam tubuh untuk mengirimkan obat pada waktu atau lokasi tertentu.

Ha Kamis

Menurut Live Science