Миниатюрна батерия с дължина 0,1 мм ще позволи на микророботи да пътуват из човешкото тяло

Инженери от Масачузетския технологичен институт (MIT) са разработили миниатюрна батерия, която може да доведе до революция в света на микророботиката.

Дължината на новото устройство е само 0,1 милиметра, а дебелината му – 0,002 милиметра, което е колкото дебелината на човешки косъм.

Това, което прави батерията уникална е способността ѝ да улавя кислород от въздуха и да го използва за окисляване на цинка. Това създава електрически ток с потенциал до 1 волт. Това е достатъчнo за захранване на малка верига, сензор или задвижващ механизъм.

Екипът от учени вече е започнал да интегрира различни роботизирани функции в батерията и да комбинира компонентите в по-сложни устройства. Основното предизвикателство при създаването на микророботи винаги е било осигуряването на достатъчно енергия. По-рано изследователите са предлагали зареждане на микробатериите с помощта на слънчева енергия, но това би изисквало насочване на лазер към устройството или намиране на друг източник на светлина. Батерията на MIT ще освободи роботите от външните източници на енергия и ще им позволи да се движат автономно на много по-големи разстояния.

Разработката принадлежи към типа цинково-въздушни батерии. Такива батерии се характеризират с висока енергийна плътност и дълъг експлоатационен живот, което ги прави популярни, например в слуховите апарати.

Конструкцията се състои от цинкови и платинени компоненти. Те са вградени в лента от SU-8 полимер, който често се използва в микроелектрониката. Когато цинкът взаимодейства с кислородни молекули, той се окислява и освобождава електрони, които преминават към платинената клетка, създавайки ток.

В изследването си учените демонстрират, че тяхната батерия може да захранва различни компоненти на микророботите. Например, тя е в състояние да захранва задвижващ механизъм – роботизирана ръка, която може да се движи нагоре и надолу. Батерията захранва и мемристор – електрически компонент, който може да съхранява информация за събития чрез промяна на електрическото си съпротивление, както и часовникова верига, която позволява на роботите да следят времето.

Енергията на батерията е достатъчна и за работата на два различни вида сензори, които променят електрическото си съпротивление при контакт с химикали в околната среда. Единият от сензорите е изработен от атомарно тънък молибденов дисулфид, а другият – от въглеродни нанотръбички.

Едно от обещаващите приложения на новата технология е създаването на микроскопични роботи, които да доставят лекарства в човешкото тяло. Такива устройства биха могли самостоятелно да намират целевата зона и да освобождават необходимото лекарство, например инсулин. Целта на учените е да направят малки лечители от биосъвместими материали, които ще се унищожават, след като изпълнят задачата си.

В момента изследователите работят върху увеличаване на напрежението на батерията, което би могло да открие допълнителни възможности за нейното приложение в различни области на науката и техниката.