Створено крихітну батарею для живлення роботів розміром із клітку

Мініатюрна батарея для мікророботів – майбутнє медицини.

Інженери Массачусетського технологічного інституту розробили мініатюрну батарею, яка дасть змогу розробляти автономних роботів розміром із клітину для доставляння ліків усередині організму, а також, наприклад, для виявлення протікань у газопроводах.

Нова батарея розміром 0,1 мм завдовжки та 0,002 мм завтовшки – приблизно з товщину людської волосини – здатна вловлювати кисень із повітря і використовувати його для окислення цинку, створюючи струм до 1 вольта. Цього достатньо для живлення невеликих схем, сенсорів. Наукова стаття опублікована в Science Robotics.

Одна з основних проблем при розробці мініатюрних роботів – забезпечення їх достатньою кількістю енергії. Для нового зразка лабораторія використовувала батареї типу «цинк-повітря», які мають триваліший термін служби завдяки високій щільності енергії та широко використовуються в слухових апаратах. Ця батарея складається з цинкового електрода, з’єднаного з платиновим електродом, вбудованим у смужку полімеру SU-8, часто використовуваного в мікроелектроніці. Під час взаємодії електродів з молекулами кисню в повітрі цинк окислюється і випускає електрони, які течуть до платинового електрода, створюючи струм.

Батарея може виробляти достатню кількість енергії для роботи актуатора – в цьому випадку, підняття й опускання роботичної руки. Батарея також може живити мемристор (електричний компонент, який може запам’ятовувати події), змінюючи свій електричний опір, і мікросхему годинника, яка дає змогу роботичним пристроям відстежувати час.

Батарея також забезпечує достатню потужність для роботи двох різних типів сенсорів, які змінюють свій електричний опір при виявленні хімічних речовин у середовищі. Один сенсор – з дисульфіду молібдену атомарної товщини, інший – з вуглецевих нанотрубок.

Одне із застосувань – створення мініатюрних роботів, які можуть бути введені в організм людини, щоб знаходити потрібні ділянки та випускати ліки, наприклад, інсулін, а потім розпадатися.