 |
En type miniatyrbatteri som driver roboten (Foto: Michael Strano) |
Sink-luft-batterier fanger opp oksygen fra omgivelsene og oksiderer små mengder sink, en reaksjon som kan generere 1 volt. Denne energien kan deretter drive sensorer eller små robotarmer som kan løfte og senke gjenstander, som insulin, direkte inn i cellene til personer med diabetes.
Selv om mikroskopiske roboter lenge har blitt foreslått for å levere medisiner til bestemte steder i kroppen, er det fortsatt et utfordrende problem å drive dem.
Mange nåværende design bruker solenergi, 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 ha en mikrorobot som kan komme inn i områder som er utilgjengelige for mennesker, må den ha en høyere grad av autonomi», sa seniorforfatter av studien, Michael Strano, en kjemiingeniør ved MIT.
Batteriet måler 0,01 millimeter.
Dette 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).
Dette batteriet har to komponenter, en sinkelektrode og en platinaelektrode. De er innebygd i en polymer kalt SU-8. Når sink reagerer med oksygen fra luften, skaper det en oksidasjonsreaksjon som frigjør elektroner. Disse elektronene strømmer til platinaelektroden.
Batteriene produseres 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, rapporterte Strano og kollegene hans i tidsskriftet Science Robotics.
I den nye studien brukte forskere en ledning for å koble disse små batteriene til mikroskopiske roboter som Stranos laboratorium også utvikler. De testet batteriets evne til å drive en memristor.
De brukte også ultratynne batterier for å drive klokkekretsene, slik at roboten kunne spore tid og drive to nanoskalasensorer, en laget av karbonnanorør og den andre av molybdendisulfid. Mikrosensorer som disse kan slippes ned i rør eller andre vanskelig tilgjengelige steder, ifølge forskerne.
Forskningsteamet brukte også batterier til å drive en arm på en av mikrorobotene. Disse små aktuatorene kan gjøre det mulig for medisinske roboter å operere inne i kroppen for å levere medisiner på et bestemt tidspunkt eller sted.
Kommentar (0)