Cercetătorii au creat microbateriile care ar putea alimenta roboți cât o insectă

Microbateriile care ar putea alimenta roboți cât o insectă au un potențial incredibil pentru utilizarea în microdispozitive, microroboți și dispozitive medicale implantabile. Cu toate acestea, până de curând nu au fost foarte eficiente, deoarece le lipsea puterea.

Acum, cercetătorii de la University of Illinois Urbana-Champaign, din SUA au creat o microbaterie de înaltă tensiune care nu este egalată de niciun design existent de baterie, potrivit unui comunicat de presă al instituției.

• Scanările cerebrale dezvăluie un pericol ascuns în alimentele ultra-procesate
• Ce au descoperit astronomii pe orbita unei stele antice?

„Avem nevoie de microbateriile ce ar putea alimenta roboți cât o insectă pentru a debloca întregul potențial al dispozitivelor la scară mică, prin îmbunătățirea arhitecturilor electrozilor și prin crearea unor designuri inovatoare de baterii”, a explicat Paul Braun.

De ce obstacole s-au lovit cercetătorii în încercarea de a crea microbateriile care ar putea alimenta roboți cât insectele?

O problemă pe care cercetătorii au trebuit să o depășească a fost că, pe măsură ce bateriile devin mai mici, ambalajul domină volumul și masa bateriei, în timp ce zona electrodului devine mai mică, ceea ce duce la reduceri semnificative de energie și putere.

Pentru a depăși această problemă, echipa a dezvoltat o tehnologie nouă de ambalare care a folosit colectoarele de curent terminal pozitiv și negativ ca parte a ambalajului în sine.

Rezultatul au fost microbaterii care încă produceau o tensiune mare de funcționare, notează Interesting Engineering.

O schimbare de abordare

„Până în prezent, arhitecturile electrozilor și designul celulelor la scară micro-nano s-au limitat la proiecte dense de putere, care au venit cu prețul porozității și densității volumetrice de energie. Munca noastră a avut succes în a crea o sursă de energie la scară mică care prezintă atât densitate mare de putere, cât și densitate volumetrică de energie”, a spus Arghya Patra.

Cercetătorii au remarcat că invenția reunește multe sectoare și industrii.

„Munca noastră realizează o punte de cunoștințe la intersecția dintre chimia materialelor, cerințele unice de fabricare a materialelor pentru configurațiile de microbaterii plane cu densitate energetică și nano-microelectronica aplicată care necesită o sursă de alimentare de înaltă tensiune, de tip integrat, pentru a alimenta mecanismele și micromotoarele”, a adăugat dr. Sungbong Kim.

Microbateriile ce ar putea alimenta roboți cât insectele ar putea fi folosite în scenarii de dezastru

În ceea ce privește aplicațiile, microbateriile ce ar putea alimenta roboți de mărimea insectelor ar putea fi folosite pentru a obține informații valoroase în timpul dezastrelor naturale, al misiunilor de căutare și salvare și în medii periculoase în care accesul direct al omului este imposibil.

Coautorul James Pikul a subliniat că „tensiunea înaltă este importantă pentru reducerea sarcinii utile electronice pe care trebuie să o suporte un microrobot”.

„Asta înseamnă că aceste baterii permit îmbunătățiri la nivel de sistem dincolo de creșterea densității energetice, astfel încât roboții mici să poată călători mai departe sau să le trimită informații mai critice operatorilor umani”, a completat Pikul.

Cercetările din acest domeniu sunt tot mai multe

Cercetătorii au lucrat la microbaterii pentru mult timp și au avut succes cu dispozitivele înainte de a produce baterii suficient de mici cât să poată fi folosite ca „praf inteligent”.

În august 2022, o echipă de cercetători de la Universitatea de Tehnologie Chemnitz, din Germania, a dezvoltat microbaterii de dimensiunea boabelor de orez. Ei au susținut că invenția lor ar putea fi folosită în viitor pentru a alimenta aplicații avansate IoT (Internetul lucrurilor), cum ar fi microsenzorii inteligenți și dispozitive de calcul la scară milimetrică, prin ceva ce au numit „praf inteligent”, o versiune foarte avansată a IoT.

Acest tip de „praf” ar consta în dispozitive la scară micro și nano care ar fi distribuite peste tot, cum ar fi în orașe, fabrici și păduri. Ele ar servi pentru monitorizarea în timp real a diferitelor schimbări care se petrec în jurul nostru.

Studiul a fost publicat în Cell Reports Physical Science.

Vă recomandăm să citiți și:

Cofondatorul Neuralink plănuiește crearea unui tratament pentru orbire, bazat pe realitatea virtuală și augmentată

Un nou sistem de răcire fără energie electrică

Cercetătorii au creat un nou tip de frigider, mai prietenos cu mediul

Un nou filtru de microplastice are o eficiență de 99%