髪の毛から小さな電池を作った

小さなバッテリーがロボットに電力を供給します（写真：マイケル・ストラノ）

空気亜鉛電池は周囲の環境から酸素を吸収し、微量の亜鉛を酸化します。この反応により 1 ボルトを生成できます。このエネルギーは、センサーや小型ロボットアームに電力を供給し、インスリンなどの物体を糖尿病患者の細胞に直接上げ下げできるようになります。

体内の特定の場所に薬剤を送達するための微小ロボットが長い間提案されてきたが、その動力源は依然として難しい問題であった。

現在の設計の多くは太陽光発電であるため、日光に当てるかレーザーで制御する必要があります。しかし、どちらも常に光源に接続する必要があるため、体内に深く浸透することはできません。

「マイクロロボットが人間が入れない空間に入ることを可能にするには、より高度な自律性が必要だ」と、MITの化学エンジニアで本研究の主任著者であるマイケル・ストラノ氏は述べた。

電池の大きさは0.01ミリメートルです。

これはこれまでに発明された中で最も小さい電池の 1 つです。 2022年、ドイツの研究者らは、マイクロチップに収まるミリメートルサイズのバッテリーについて説明した。ストラノ氏と彼のチームのバッテリーは約10分の1の大きさで、長さわずか0.1ミリメートル、厚さは0.002ミリメートルだ（平均的な人間の髪の毛の太さは約0.1ミリメートル）。

この電池には、亜鉛電極とプラチナ電極の 2 つの部品があります。それらはSU-8と呼ばれるポリマーに埋め込まれています。亜鉛が空気中の酸素と反応すると、電子を放出する酸化反応が起こります。これらの電子はプラチナ電極に流れます。

バッテリーはフォトリソグラフィーと呼ばれるプロセスを使用して製造され、感光性材料を使用してナノメートルサイズのパターンをシリコンウェハーに転写します。この方法は半導体の製造によく使われます。ストラノ氏と彼の同僚は、サイエンス・ロボティクス誌で、この技術はシリコンウエハー1枚あたり1万個のバッテリーを素早く「印刷」できると報告した。

新たな研究では、研究者らはワイヤーを使ってこれらの小さな電池を、ストラノ研究室が開発したマイクロロボットに接続した。彼らは、メモリスタに電力を供給するバッテリーの能力をテストしました。

また、ロボットが時間を記録できるようにする時計回路と、カーボンナノチューブと二硫化モリブデンで作られた2つのナノサイズのセンサーに電力を供給するために、超薄型バッテリーも使用した。研究者らによると、このようなマイクロセンサーはパイプやその他の届きにくい場所に埋め込むことができるという。

研究チームはまた、バッテリーを使用してマイクロロボットの1つのアームを動かした。これらの小さな動きにより、医療用ロボットが体内で作動し、特定の時間や場所に薬剤を送達できるようになる可能性があります。

ハ・トゥ

ライブサイエンスによると