Sono state create delle minuscole batterie ricavate da un singolo capello.

TPO - I ricercatori hanno sviluppato una batteria sottile come un capello in grado di alimentare robot piccoli quanto un segno di punteggiatura.

Un tipo di batteria in miniatura che alimenta il robot (Foto: Michael Strano)

Le batterie zinco-aria catturano l'ossigeno dall'ambiente circostante e ossidano piccole quantità di zinco, una reazione in grado di generare 1 volt. Questa energia può quindi alimentare sensori o piccoli bracci robotici in grado di sollevare e abbassare oggetti, come l'insulina, direttamente nelle cellule delle persone affette da diabete.

Sebbene i robot microscopici siano stati proposti da tempo per somministrare farmaci in punti specifici del corpo, alimentarli rimane un problema complesso.

Molti dispositivi attualmente in uso utilizzano l'energia solare, il che significa che devono essere esposti alla luce del sole o controllati tramite laser. Tuttavia, nessuna di queste tecnologie è in grado di penetrare in profondità nel corpo, poiché richiede un collegamento costante a una fonte di luce.

"Se si desidera un microrobot in grado di accedere a spazi inaccessibili agli esseri umani, è necessario che possieda un grado di autonomia più elevato", ha affermato Michael Strano, ingegnere chimico del MIT e autore senior dello studio.

La batteria misura 0,01 millimetri.

Questa è una delle batterie più piccole mai inventate. Nel 2022, alcuni ricercatori tedeschi descrissero una batteria di dimensioni millimetriche che poteva essere integrata in un microchip. La batteria di Strano e del suo team è circa 10 volte più piccola, misurando appena 0,1 millimetri di lunghezza e 0,002 millimetri di spessore (lo spessore medio di un capello umano è di circa 0,1 millimetri).

Questa batteria è composta da due elementi: un elettrodo di zinco e un elettrodo di platino. Entrambi sono incorporati in un polimero chiamato SU-8. Quando lo zinco reagisce con l'ossigeno presente nell'aria, si verifica una reazione di ossidazione che rilascia elettroni. Questi elettroni fluiscono verso l'elettrodo di platino.

Le batterie vengono prodotte utilizzando un processo chiamato fotolitografia, che impiega materiali fotosensibili per trasferire motivi di dimensioni nanometriche su wafer di silicio. Questo metodo è comunemente utilizzato per la produzione di semiconduttori. È in grado di "stampare" rapidamente 10.000 batterie su ciascun wafer di silicio, come riportato da Strano e colleghi sulla rivista Science Robotics.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno utilizzato un filo per collegare queste minuscole batterie a robot microscopici sviluppati anch'essi dal laboratorio di Strano. Hanno testato la capacità della batteria di alimentare un memristore.

Hanno inoltre utilizzato batterie ultrasottili per alimentare i circuiti dell'orologio, consentendo al robot di tenere traccia del tempo e di alimentare due sensori su scala nanometrica, uno realizzato con nanotubi di carbonio e l'altro con disolfuro di molibdeno. Secondo i ricercatori, microsensori come questi possono essere inseriti in tubi o altri luoghi difficili da raggiungere.

Il team di ricerca ha anche utilizzato delle batterie per alimentare un braccio di uno dei microrobot. Questi minuscoli attuatori potrebbero consentire ai robot medici di operare all'interno del corpo per somministrare farmaci in un momento o in un luogo specifici.

Ha Thu

Secondo Live Science