為微米級設備供電的鋅空氣電池面世

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、傳感器或執行器供電。

近年來，該團隊一直在研究能夠感知和響應環境刺激的微型機器人，但開發這種機器人面臨諸多挑戰，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，從而產生電流。

測試結果顯示，這種電池產生的電力足以驅動一個執行器（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。