Zrobiłam małą baterię z włosa

Zrobiłem małą baterię wykorzystując zdjęcie włosów 1

Robot jest zasilany przez maleńką baterię (zdjęcie: Michael Strano)

Bateria cynkowo-powietrzna wychwytuje tlen z otoczenia i utlenia niewielką ilość cynku – reakcja ta może wygenerować napięcie 1 wolta. Energia ta może następnie zasilić czujnik lub małe ramię robota, które może podnosić i opuszczać przedmioty, takie jak insulina, bezpośrednio do komórek osoby chorej na cukrzycę.

Choć od dawna proponuje się stworzenie mikroskopijnych robotów, które dostarczałyby leki do określonych miejsc w organizmie, zasilenie ich wciąż pozostaje trudnym problemem.

Wiele obecnych projektów jest zasilanych energią słoneczną, co oznacza, że muszą być wystawione na działanie światła słonecznego lub sterowane laserowo. Jednak żaden z nich nie może wniknąć głęboko w organizm, ponieważ musi być zawsze podłączony do źródła światła.

„Jeśli chcemy, aby mikrorobot mógł dostać się do miejsc niedostępnych dla człowieka, musi mieć większy stopień autonomii” – powiedział Michael Strano, starszy autor badania, inżynier chemik z MIT.

Wielkość baterii wynosi 0,01 milimetra.

To jedna z najmniejszych baterii, jakie kiedykolwiek wynaleziono. W 2022 roku niemieccy naukowcy opisali baterię o rozmiarze milimetra, która mogłaby zmieścić się w mikroprocesorze. Bateria Strano i jego zespołu jest około 10 razy mniejsza, mierzy zaledwie 0,1 milimetra długości i 0,002 milimetra grubości. (Przeciętny ludzki włos ma grubość około 0,1 milimetra).

Bateria składa się z dwóch elementów: elektrody cynkowej i platynowej. Są one zatopione w polimerze o nazwie SU-8. Kiedy cynk reaguje z tlenem z powietrza, zachodzi reakcja utleniania, która uwalnia elektrony. Elektrony te przepływają do elektrody platynowej.

Baterie są wytwarzane w procesie zwanym fotolitografią, który wykorzystuje materiały światłoczułe do przenoszenia wzorów wielkości nanometrów na płytki krzemowe. Metoda ta jest powszechnie stosowana w produkcji półprzewodników. Strano i jego współpracownicy donoszą w czasopiśmie Science Robotics, że może ona szybko „wydrukować” 10 000 baterii na każdej płytce krzemowej.

W nowym badaniu naukowcy wykorzystali przewód do połączenia tych maleńkich baterii z mikrorobotami, które również zostały opracowane w laboratorium Strano. Przetestowali zdolność baterii do zasilania memrystora.

Użyli również mikrobaterii do zasilania obwodu zegara, który pozwala robotowi śledzić czas, oraz do zasilania dwóch nanoczujników, jednego wykonanego z nanorurek węglowych, a drugiego z dwusiarczku molibdenu. Naukowcy twierdzą, że takie mikroczujniki można umieścić w rurach lub innych trudno dostępnych miejscach.

Zespół wykorzystał również baterie do poruszania ramieniem jednego z mikrorobotów. Te maleńkie silniczki mogą umożliwić robotom medycznym pracę wewnątrz ciała w celu dostarczania leków w określonym czasie i miejscu.

Ha Thu

Według Live Science