Phát triển thành công pin nhỏ bằng sợi tóc

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại pin mỏng như sợi tóc có thể cung cấp năng lượng cho những robot có kích thước nhỏ như dấu chấm câu.

Pin kẽm-không khí thu được oxy từ môi trường xung quanh và oxy hóa lượng kẽm cực nhỏ, phản ứng này có thể tạo ra 1 vôn. Năng lượng này sau đó có thể cung cấp năng lượng cho bộ cảm biến hoặc cánh tay robot nhỏ có thể nâng lên và hạ xuống một đồ vật như insulin trực tiếp vào các tế bào của người bị tiểu đường.

Trong khi robot có kích thước siêu nhỏ từ lâu đã được đề xuất để đưa thuốc đến các vị trí cụ thể trong cơ thể, việc cung cấp năng lượng cho chúng vẫn còn là một vấn đề nan giải.

Phát triển thành công pin nhỏ bằng sợi tóc
Một loại pin siêu nhỏ cung cấp năng lượng cho robot (Ảnh: Michael Strano).

Nhiều thiết kế hiện tại sử dụng năng lượng mặt trời, có nghĩa là chúng phải được tiếp xúc với ánh sáng mặt trời hoặc được điều khiển bằng tia laser. Nhưng cả hai đều không thể thâm nhập sâu vào cơ thể vì chúng phải luôn kết nối với nguồn sáng.

Tác giả nghiên cứu cao cấp Michael Strano, kỹ sư hóa học tại MIT, cho biết: "Nếu bạn muốn một robot siêu nhỏ có thể vào những không gian mà con người không thể tiếp cận được, thì nó cần phải có mức độ tự chủ cao hơn".

Pin có kích thước 0,01 milimet

Đây là một trong những loại pin nhỏ nhất từng được phát minh. Vào năm 2022, các nhà nghiên cứu ở Đức đã mô tả một loại pin có kích thước milimet có thể lắp vừa trên một vi mạch. Pin của Strano và nhóm của ông nhỏ hơn khoảng 10 lần, chỉ dài 0,1 milimét và dày 0,002 milimét (Tóc người trung bình dày khoảng 0,1 milimét).

Pin này có hai thành phần, một điện cực kẽm và một điện cực bạch kim. Chúng được nhúng trong một loại polymer gọi là SU-8. Khi kẽm phản ứng với oxy từ không khí, nó tạo ra phản ứng oxy hóa giải phóng electron. Các electron này chảy đến điện cực bạch kim.

Pin được sản xuất bằng một quy trình gọi là quang khắc, sử dụng vật liệu nhạy sáng để chuyển các mẫu có kích thước nanomet lên các tấm wafer silicon. Phương pháp này thường được sử dụng để sản xuất chất bán dẫn. Nó có thể nhanh chóng "in" 10.000 pin trên mỗi tấm wafer silicon, Strano và các đồng nghiệp của ông đã báo cáo như vậy trên tạp chí Science Robotics.

Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một sợi dây để kết nối những cục pin nhỏ xíu này với những robot siêu nhỏ mà phòng thí nghiệm của Strano cũng phát triển. Họ đã thử nghiệm khả năng cung cấp năng lượng cho một memristor của pin.

Họ cũng sử dụng pin siêu mỏng để cấp nguồn cho mạch đồng hồ, cho phép robot theo dõi thời gian và cấp nguồn cho hai cảm biến kích thước nano, một cảm biến làm bằng ống nano carbon và cảm biến còn lại làm bằng molypden disulfide. Các cảm biến vi mô như thế này có thể được thả vào đường ống hoặc những nơi khó tiếp cận khác, theo các nhà nghiên cứu.

Nhóm nghiên cứu cũng sử dụng pin để di chuyển một cánh tay trên một trong những robot siêu nhỏ. Những động lực nhỏ bé này có thể cho phép các robot y tế hoạt động bên trong cơ thể để đưa thuốc tại một thời điểm hoặc địa điểm nhất định.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Phát hiện đài thiên văn 2.600 tuổi ở Ai Cập

Phát hiện đài thiên văn 2.600 tuổi ở Ai Cập

Đài thiên văn xây dựng từ thế kỷ thứ VI trước Công nguyên vừa được phát hiện giữa quần thể đền Buto ở Ai Cập.

Đăng ngày: 27/08/2024
Xe taxi tự lái gây lo ngại ở Trung Quốc

Xe taxi tự lái gây lo ngại ở Trung Quốc

Gây chú ý khi chạy qua các tòa nhà và trung tâm mua sắm, taxi không người lái đang chậm rãi lan rộng khắp nhiều thành phố Trung Quốc, khiến nhiều người bất ngờ và lo ngại.

Đăng ngày: 23/08/2024
Công ty Trung Quốc ra mắt robot hình người cạnh tranh với Tesla

Công ty Trung Quốc ra mắt robot hình người cạnh tranh với Tesla

Agibot, startup robot có trụ sở tại Thượng Hải, giới thiệu loạt robot hình người mới nhằm cạnh tranh với robot Optimus của công ty Mỹ Tesla.

Đăng ngày: 23/08/2024
Robot hình người đầu tiên lắp động cơ phản lực

Robot hình người đầu tiên lắp động cơ phản lực

iRonCub3 trang bị động cơ phản lực, nặng 70kg, sản sinh lực đẩy hơn 1.000 N và nhiệt độ khí xả trên 600 độ C.

Đăng ngày: 21/08/2024
Tạo môi trường sống trong không gian từ robot biến hình

Tạo môi trường sống trong không gian từ robot biến hình

Lấy cảm hứng từ nghệ thuật gấp giấy Origami, các nhà nghiên cứu từ Mỹ đã tạo ra một cấu trúc hình khối bằng nhựa, có thể " lắp ghép" và biến đổi hình dạng trong không gian.

Đăng ngày: 14/08/2024
Pin mặt trời mỏng hơn sợi tóc 100 lần

Pin mặt trời mỏng hơn sợi tóc 100 lần

Loại pin mặt trời làm từ vật liệu perovskite của nhóm nghiên cứu ở Đại học Oxford có thể in phun lên balô, mặt sau điện thoại di động hoặc nóc xe để sản xuất điện.

Đăng ngày: 14/08/2024
Trung Quốc nghiên cứu chip não đột phá, Mỹ phải dè chừng

Trung Quốc nghiên cứu chip não đột phá, Mỹ phải dè chừng

Đại học Phúc Đán (Trung Quốc) thành lập một trung tâm nghiên cứu về giao diện não - máy tính (BCI), cho phép con người điều khiển các thiết bị bên ngoài bằng tâm trí.

Đăng ngày: 13/08/2024
Tiêu điểm
Khoa Học News