泛亚电竞泛亚电竞由麻省理工学院工程师设计的微型电池可以实现细胞大小的自主机器人在人体内进行药物输送,例如在人体内进行药物传送,或用于检测天然气渠道中的泄露等应用。
这种新型电池长0.1毫米,厚0.002毫米,大约相当于一根头发的厚度。它可以从空气中捕获氧气,并利用它来氧化锌,产生高达1伏特的电流。研究人员表示,这足以为小型电路、传感器或致动器提供动力。
麻省理工学院化学工程学硕士教授、该研究的资深作者麦可‧史特拉诺(Michael Strano)表示:“我们认为这将为机器人技术带来极大的帮助。我们正在将机器人的功能集成到电池上,并开始将这些组件集成成设备。”

多年来,Strano的实验室一直致力于研究能够感应环境刺激并做出反应的微型机器人。开发这种微型机器人的主要挑战之一是确保它们有足够的动力。
其他研究人员已经证明,他们可以使用太阳能为微型设备供电,但这种方法的局限在于机器人必须随时有激光或其他光源对准它们。因此,这些设备被称为“木偶”,因为它们由外部电源控制。如果能将电池等电源放入这些微型设备中,则可以让它们自由地在更广泛的空间内活动。
“木偶系统并不需要电池,因为它们从外部获取所需的所有能量,”史特拉诺说。“但是,如果你想让一个小型机器人能够进入你无法进入的空间,它需要有更高的自主性。对于不需要与外界连接的东西来说,电池是必不可少的。”
为了创造能够变得更加自主的机器人,史特拉诺的实验室决定使用一种称为锌空气电池的电池。这些电池由于其高能量密度,比许多其他类型的电池具有更长的使用寿命,通常用于助听器。
他们设计的电池由一个锌电极和一个铂电极组成,嵌入到一种称为SU-8的聚合物条中,这种聚合物常用于微电子学。当这些电极与空气中的氧分子相互作用时,锌被氧化并释放电子,电子流向铂电极,产生电流。
在这项研究中,研究人员证明,这种电池可以提供足够的能量来为一个执行器提供动力——在这种情况下,是一个可以升降的机械臂。该电池还可以为一个可以通过改变电阻来存储事件记忆的电子组件(称为记忆电阻器)和一个时钟电路提供动力,这使机器设备能够关注时间。。
此外,这款电池还能够为两种不同类型的传感器供电,这些传感器在遇到环境中的化学物质时会改变其电阻。其中一种传感器由原子级薄的二硫化钼制成,另一种则由碳纳米管制成。
在这项研究中,研究人员使用电线将电池连接到外部设备,但在未来的研究中,他们计划建造将电池集成到设备中的机器人。
“这将成为我们许多机器人工作的核心,”史特拉诺说。“你可以围绕一个能源来建造一个机器人,就像你可以围绕电池来建造一辆电动汽车一样。”
其中一项工作是设计可以注射到人体内的微型机器人,它们可以在体内寻找目标部位,然后释放胰岛素等药物。为了在人体内使用,研究人员设想这些设备将由生物兼容性材料制成,一旦不再需要,就会分解。
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