科技日報記者 劉霞
隨著機器人設備逐漸縮小，對微米尺度電池的需求日益迫切。美國麻省理工學院工程師設計出一款新的微型電池，可為體內膠體機器人、傳感器等微米級設備供電。這些設備未來或能用于人體內藥物輸送、天然氣管道泄漏定位等領域。相關論文發(fā)表于新一期《科學·機器人》雜志。
新電池長100微米，厚2微米，是一款鋅空氣電池。與其他類型的電池相比，鋅空氣電池能量密度更高、壽命更長。該電池從空氣中捕獲氧氣，可產(chǎn)生高達1伏的開路電壓，能量密度達到760瓦時/升，足以為一個微型電路、傳感器或執(zhí)行器供電。
近年來，該團隊一直在研究能夠感知和響應環(huán)境刺激的微型機器人，但開發(fā)這種機器人面臨諸多挑戰(zhàn)，其中包括確保有足夠電力供其運行。雖然已能用太陽能為此類設備供電，但必須始終有激光器或其他光源與機器人相連。如果想讓微型機器人進入更小空間，賦予其更高自主性至關重要。而電池對于那些無法與外界連接的設備來說不可或缺。
電池由鉑電極和鋅電極組成，鋅電極嵌入名為SU-8的聚合物條內。當電極與空氣中的氧分子相互作用時，鋅被氧化并釋放出流向鉑電極的電子，從而產(chǎn)生電流。
測試結果顯示，這種電池產(chǎn)生的電力足以驅動一個執(zhí)行器（可升降的機器人手臂），還可為憶阻器和時鐘電路供電，也能同時驅動兩種不同類型的傳感器。研究人員還在努力提高新電池的電壓，以擴大其應用范圍。
團隊計劃，在此基礎上開發(fā)自主能力更強的微型機器人，包括注射到人體內的微型機器人。這種機器人到達體內后，可找到目標部位，并釋放胰島素等藥物。這些設備將由生物相容性材料制成，完成任務后材料就會分解。
總編輯圈點：
從手機、電動汽車到機器人，智能終端的形態(tài)日益豐富，它們對電池的需求也愈發(fā)多樣化。手機電池像塊巧克力，追求輕薄化、高性能；電動汽車電池是個大塊頭，側重長續(xù)航和安全性。而用于匹配微型機器人的電池，則在尺寸上追求極致“迷你”，這就更需要在尺寸與性能之間達到更微妙的平衡?？傊?，智能終端的不斷發(fā)展，推動電池領域持續(xù)創(chuàng)新。反過來，電池技術的變革，進一步讓更多超乎想象的智能設備成為現(xiàn)實，走進我們的生活。
