Инженеры Массачусетского технологического института разработали миниатюрную батарею, которая позволит разрабатывать автономных роботов размером с клетку для доставки лекарств внутри организма, а также, например, для обнаружения утечек в газопроводах.
Новая батарея размером 0,1 мм в длину и 0,002 мм в толщину — примерно с толщину человеческого волоса — способна улавливать кислород из воздуха и использовать его для окисления цинка, создавая ток до 1 вольта. Это достаточно для питания небольших схем, сенсоров. Научная статья опубликована в Science Robotics.
Одна из основных проблем при разработке миниатюрных роботов — обеспечение их достаточным количеством энергии. Для нового образца лаборатория использовала батареи типа «цинк-воздух» которые имеют более длительный срок службы благодаря высокой плотности энергии и широко используются в слуховых аппаратах. Эта батарея состоит из цинкового электрода, соединенного с платиновым электродом, встроенным в полоску полимера SU-8, часто используемого в микроэлектронике. При взаимодействии электродов с молекулами кислорода в воздухе цинк окисляется и выпускает электроны, которые текут к платиновому электроду, создавая ток.
Батарея может производить достаточное количество энергии для работы актуатора — в данном случае, поднятия и опускания роботической руки. Батарея также может питать мемристор (электрический компонент, который может запоминать события), изменяя свое электрическое сопротивление, и микросхему часов, которая позволяет роботическим устройствам отслеживать время.
Батарея также обеспечивает достаточную мощность для работы двух различных типов сенсоров, которые изменяют свое электрическое сопротивление при обнаружении химических веществ в среде. Один сенсор — из дисульфида молибдена атомарной толщины, другой — из углеродных нанотрубок.
Одно из применений — создание миниатюрных роботов, которые могут быть введены в организм человека, чтобы находить нужные участки и выпускать лекарства, например, инсулин, а потом распадаться.
Другие новости по теме...
