Dibuat bateri kecil daripada rambut

TPO - Penyelidik telah membangunkan bateri nipis rambut yang boleh menggerakkan robot sekecil tanda baca.

Bateri kecil memberi kuasa kepada robot (Foto: Michael Strano)

Bateri zink-udara menangkap oksigen dari persekitaran sekeliling dan mengoksidakan sejumlah kecil zink, tindak balas yang boleh menjana 1 volt. Tenaga ini kemudiannya boleh menggerakkan sensor atau lengan robot kecil yang boleh mengangkat dan menurunkan objek seperti insulin terus ke dalam sel pesakit diabetes.

Walaupun robot mikroskopik telah lama dicadangkan untuk menghantar ubat ke lokasi tertentu di dalam badan, membekalkannya tetap menjadi masalah yang sukar.

Banyak reka bentuk semasa adalah berkuasa solar, bermakna mereka mesti terdedah kepada cahaya matahari atau dikawal oleh laser. Tetapi kedua-duanya tidak boleh menembusi jauh ke dalam badan kerana ia mesti sentiasa disambungkan kepada sumber cahaya.

"Jika anda mahu mikrorobot dapat masuk ke dalam ruang yang tidak dapat dimasuki oleh manusia, ia perlu mempunyai tahap autonomi yang lebih tinggi," kata pengarang kajian kanan Michael Strano, seorang jurutera kimia di MIT.

Bateri bersaiz 0.01 milimeter.

Ia adalah salah satu bateri terkecil yang pernah dicipta. Pada 2022, penyelidik di Jerman menerangkan bateri bersaiz milimeter yang boleh dimuatkan pada cip mikro. Bateri Strano dan pasukannya adalah kira-kira 10 kali lebih kecil, berukuran hanya 0.1 milimeter panjang dan 0.002 milimeter tebal. (Purata rambut manusia adalah kira-kira 0.1 milimeter tebal.)

Bateri mempunyai dua komponen, elektrod zink dan elektrod platinum. Mereka tertanam dalam polimer yang dipanggil SU-8. Apabila zink bertindak balas dengan oksigen dari udara, ia mewujudkan tindak balas pengoksidaan yang membebaskan elektron. Elektron ini mengalir ke elektrod platinum.

Bateri dibuat menggunakan proses yang dipanggil fotolitografi, yang menggunakan bahan sensitif cahaya untuk memindahkan corak bersaiz nanometer ke wafer silikon. Kaedah ini biasanya digunakan untuk mengeluarkan semikonduktor. Ia boleh "mencetak" 10,000 bateri dengan cepat pada setiap wafer silikon, Strano dan rakan-rakannya melaporkan dalam jurnal Science Robotics.

Dalam kajian baru, para penyelidik menggunakan wayar untuk menyambungkan bateri kecil ini kepada mikrorobot yang juga dibangunkan oleh makmal Strano. Mereka menguji keupayaan bateri untuk menggerakkan memristor.

Mereka juga menggunakan bateri mikro untuk menggerakkan litar jam yang membolehkan robot menjejaki masa, dan menggerakkan dua penderia bersaiz nano, satu diperbuat daripada tiub nano karbon dan satu lagi daripada molibdenum disulfida. Penderia mikro seperti ini boleh dijatuhkan ke dalam paip atau tempat lain yang sukar dijangkau, kata para penyelidik.

Pasukan itu juga menggunakan bateri untuk menggerakkan lengan pada salah satu robot mikro. Motor kecil ini boleh membenarkan robot perubatan bekerja di dalam badan untuk menghantar dadah pada masa atau lokasi tertentu.

Ha Thu

Menurut Live Science