Laget et lite batteri av et hårstrå

TPO – Forskere har utviklet et hårtynt batteri som kan drive roboter så små som tegnsettingstegn.

Et lite batteri driver roboten (Foto: Michael Strano)

Et sink-luft-batteri fanger opp oksygen fra omgivelsene og oksiderer en liten mengde sink, en reaksjon som kan generere 1 volt. Denne energien kan deretter drive en sensor eller en liten robotarm som kan løfte og senke en gjenstand som insulin direkte inn i en diabetikers celler.

Selv om mikroskopiske roboter lenge har blitt foreslått for å levere medisiner til bestemte steder i kroppen, er det fortsatt et vanskelig problem å drive dem.

Mange nåværende design er soldrevne, noe som betyr at de må utsettes for sollys eller styres av lasere. Men ingen av dem kan trenge dypt inn i kroppen fordi de alltid må være koblet til en lyskilde.

«Hvis du vil at en mikrorobot skal kunne komme seg inn i rom som mennesker ikke kan komme seg inn i, må den ha en høyere grad av autonomi», sa seniorforfatter av studien, Michael Strano, en kjemiingeniør ved MIT.

Batteriet er 0,01 millimeter stort.

Det er et av de minste batteriene som noen gang er oppfunnet. I 2022 beskrev forskere i Tyskland et millimeterstort batteri som kunne passe på en mikrochip. Strano og teamets batteri er omtrent 10 ganger mindre, og måler bare 0,1 millimeter langt og 0,002 millimeter tykt. (Et gjennomsnittlig menneskehår er omtrent 0,1 millimeter tykt.)

Batteriet har to komponenter, en sinkelektrode og en platinaelektrode. De er innebygd i en polymer kalt SU-8. Når sinken reagerer med oksygen fra luften, skaper det en oksidasjonsreaksjon som frigjør elektroner. Disse elektronene strømmer til platinaelektroden.

Batteriene lages ved hjelp av en prosess som kalles fotolitografi, som bruker lysfølsomme materialer til å overføre nanometerstore mønstre til silisiumskiver. Denne metoden brukes ofte til å produsere halvledere. Den kan raskt «printe» 10 000 batterier på hver silisiumskive, rapporterer Strano og kollegene hans i tidsskriftet Science Robotics.

I den nye studien brukte forskerne en ledning for å koble disse små batteriene til mikroroboter som Stranos laboratorium også utviklet. De testet batteriets evne til å drive en memristor.

De brukte også et mikrobatteri til å drive en klokkekrets som lar roboten holde oversikt over tiden, og til å drive to nanostørrelsessensorer, en laget av karbonnanorør og den andre av molybdendisulfid. Mikrosensorer som disse kan slippes ned i rør eller andre vanskelig tilgjengelige steder, sa forskerne.

Teamet brukte også batterier til å bevege en arm på en av mikrorobotene. Disse små motorene kan gjøre det mulig for medisinske roboter å jobbe inne i kroppen for å levere medisiner på et bestemt tidspunkt eller sted.

Ha Thu

Ifølge Live Science