Små batterier gjorda av ett hårstrå har skapats.

TPO - Forskare har utvecklat ett batteri tunt som ett hårstrå som kan driva robotar lika små som ett skiljetecken.

En typ av miniatyrbatteri som driver roboten (Foto: Michael Strano)

Zink-luft-batterier fångar upp syre från omgivningen och oxiderar små mängder zink, en reaktion som kan generera 1 volt. Denna energi kan sedan driva sensorer eller små robotarmar som kan lyfta och sänka föremål, såsom insulin, direkt in i cellerna hos personer med diabetes.

Medan mikroskopiska robotar länge har föreslagits för att leverera läkemedel till specifika platser i kroppen, är det fortfarande ett utmanande problem att driva dem.

Många nuvarande konstruktioner använder solenergi, vilket innebär att de måste utsättas för solljus eller styras av lasrar. Men ingen av dem kan tränga djupt in i kroppen eftersom de alltid måste vara anslutna till en ljuskälla.

"Om man vill ha en mikrorobot som kan ta sig in i utrymmen som är oåtkomliga för människor, måste den ha en högre grad av autonomi", säger Michael Strano, kemiingenjör vid MIT, författaren till studien.

Batteriet mäter 0,01 millimeter.

Detta är ett av de minsta batterier som någonsin uppfunnits. År 2022 beskrev forskare i Tyskland ett millimeterstort batteri som kunde passa på ett mikrochip. Strano och hans teams batteri är ungefär 10 gånger mindre, bara 0,1 millimeter långt och 0,002 millimeter tjockt (ett genomsnittligt människohårstrå är ungefär 0,1 millimeter tjockt).

Detta batteri har två komponenter, en zinkelektrod och en platinaelektrod. De är inbäddade i en polymer som kallas SU-8. När zink reagerar med syre från luften skapas en oxidationsreaktion som frigör elektroner. Dessa elektroner flödar till platinaelektroden.

Batterierna tillverkas med en process som kallas fotolitografi, vilket innebär att ljuskänsliga material överför nanometerstora mönster till kiselskivor. Denna metod används ofta för att tillverka halvledare. Den kan snabbt "skriva ut" 10 000 batterier på varje kiselskiva, rapporterade Strano och hans kollegor i tidskriften Science Robotics.

I den nya studien använde forskare en sladd för att ansluta dessa små batterier till mikroskopiska robotar som Stranos laboratorium också utvecklar. De testade batteriets förmåga att driva en memristor.

De använde också ultratunna batterier för att driva klockkretsarna, vilket gjorde det möjligt för roboten att spåra tid och driva två nanosensorer, en gjord av kolnanorör och den andra av molybdendisulfid. Mikrosensorer som dessa kan placeras i rör eller andra svåråtkomliga platser, enligt forskarna.

Forskargruppen använde också batterier för att driva en arm på en av mikrorobotarna. Dessa små ställdon skulle kunna göra det möjligt för medicinska robotar att arbeta inuti kroppen för att leverera medicin vid en specifik tidpunkt eller plats.

Ha Thu

Enligt Live Science