머리카락으로 작은 배터리를 만들었어요

작은 배터리가 로봇에 전원을 공급합니다(사진: Michael Strano)

아연-공기 전지는 주변 환경에서 산소를 포획하고 미량의 아연을 산화시키는데, 이 반응을 통해 1볼트가 생성될 수 있습니다. 이 에너지는 센서나 작은 로봇팔에 전력을 공급하여 인슐린과 같은 물체를 당뇨병 환자의 세포에 직접 들어올리고 내릴 수 있습니다.

미세한 로봇이 신체의 특정 부위에 약물을 전달하기 위해 오랫동안 제안되어 왔지만, 로봇에 동력을 공급하는 것은 여전히 ​​어려운 문제로 남아 있습니다.

현재 디자인된 제품 대부분은 태양열로 구동되므로 햇빛에 노출시키거나 레이저로 제어해야 합니다. 하지만 둘 다 신체 깊숙이 침투할 수는 없습니다. 왜냐하면 둘 다 항상 빛의 근원에 연결되어 있어야 하기 때문입니다.

MIT의 화학공학자이자 이번 연구의 수석 저자인 마이클 스트라노는 "인간이 들어갈 수 없는 공간에 마이크로로봇이 들어갈 수 있게 하려면 더 높은 수준의 자율성이 필요하다"고 말했습니다.

배터리의 크기는 0.01밀리미터입니다.

이것은 지금까지 발명된 가장 작은 배터리 중 하나입니다. 2022년, 독일의 연구자들은 마이크로칩에 들어갈 수 있는 밀리미터 크기의 배터리를 개발했습니다. 스트라노와 그의 팀이 개발한 배터리는 길이가 0.1mm, 두께가 0.002mm로, 기존 배터리보다 약 10배 정도 작습니다(인간의 머리카락의 평균 두께는 약 0.1mm입니다).

이 배터리는 아연 전극과 백금 전극의 두 가지 구성 요소로 이루어져 있습니다. 그들은 SU-8이라는 폴리머에 내장되어 있습니다. 아연이 공기 중의 산소와 반응하면 전자를 방출하는 산화 반응이 일어납니다. 이 전자는 백금 전극으로 흐릅니다.

배터리는 광석판술이라는 공정을 사용하여 제조되는데, 이는 빛에 민감한 재료를 사용하여 나노미터 크기의 패턴을 실리콘 웨이퍼에 전사하는 것입니다. 이 방법은 일반적으로 반도체 제조에 사용됩니다. 스트라노와 그의 동료들은 저널 Science Robotics에 이 기술을 적용하면 실리콘 웨이퍼 하나에 10,000개의 배터리를 빠르게 "인쇄"할 수 있다고 보고했습니다.

새로운 연구에서 연구진은 작은 배터리를 스트라노 연구실에서 개발한 마이크로로봇에 연결하기 위해 전선을 사용했습니다. 그들은 메모리스터에 전원을 공급하는 배터리의 능력을 테스트했습니다.

또한 그들은 로봇이 시간을 추적할 수 있는 시계 회로에 전원을 공급하고 탄소 나노튜브와 이황화 몰리브덴으로 만든 나노 크기 센서 두 개에 전원을 공급하기 위해 초박형 배터리를 사용했습니다. 연구자들에 따르면, 이와 같은 마이크로 센서는 파이프나 기타 접근하기 어려운 곳에 설치할 수 있다고 합니다.

연구팀은 또한 배터리를 사용하여 마이크로 로봇 중 하나의 팔을 움직였습니다. 이런 작은 움직임 덕분에 의료 로봇이 신체 내부에서 작동하여 특정 시간이나 위치에 약물을 전달할 수 있게 됩니다.

하투

Live Science에 따르면