xunghuduongkhi
Cháu đã lớn thế này rồi à. Lại đây chú ôm cái coi.
Các nhà khoa học đã tạo ra một loại pin mỏng như sợi tóc, mở ra tiềm năng to lớn cho việc cung cấp năng lượng cho robot siêu nhỏ, nhỏ như dấu chấm câu.
Loại pin kẽm-không khí này lấy oxy từ môi trường xung quanh và oxy hóa một lượng kẽm cực nhỏ, tạo ra điện áp 1 volt. Năng lượng này sau đó có thể được sử dụng để vận hành cảm biến hoặc cánh tay robot, cho phép chúng thực hiện các nhiệm vụ như đưa insulin trực tiếp vào tế bào người tiểu đường.
Robot siêu nhỏ từ lâu đã được kỳ vọng sẽ cách mạng hóa ngành y tế bằng cách vận chuyển thuốc đến các vị trí chính xác trong cơ thể. Tuy nhiên, việc cung cấp năng lượng cho chúng luôn là một thách thức lớn. Nhiều thiết kế hiện tại sử dụng năng lượng mặt trời hoặc tia laser, đồng nghĩa với việc chúng phải được tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng. Điều này hạn chế khả năng xâm nhập sâu vào cơ thể của robot.
"Nếu muốn robot siêu nhỏ có thể đi vào những không gian mà con người không thể tiếp cận, chúng cần phải có khả năng tự hoạt động cao hơn", tác giả nghiên cứu Michael Strano là kỹ sư hóa học tại MIT, cho biết. Đây là một trong những loại pin nhỏ nhất từng được chế tạo. Vào năm 2022, các nhà nghiên cứu Đức đã giới thiệu pin có kích thước milimet, có thể gắn trên vi mạch. Pin của Strano và cộng sự còn nhỏ hơn gấp 10 lần, chỉ dài 0,1 milimet và dày 0,002 milimet (so với sợi tóc người dày khoảng 0,1 milimet).
Pin bao gồm hai thành phần chính: điện cực kẽm và điện cực bạch kim, được nhúng trong một loại polymer gọi là SU-8. Khi kẽm phản ứng với oxy trong không khí, phản ứng oxy hóa xảy ra, giải phóng electron. Các electron này di chuyển đến điện cực bạch kim, tạo ra dòng điện.
Pin được sản xuất bằng quy trình quang khắc, sử dụng vật liệu nhạy sáng để khắc các chi tiết siêu nhỏ lên tấm wafer silicon. Phương pháp này thường được sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn, cho phép "in" nhanh chóng 10.000 pin trên mỗi tấm wafer silicon, theo báo cáo của nhóm nghiên cứu trên tạp chí Science Robotics.
Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã sử dụng dây dẫn để kết nối những viên pin siêu nhỏ này với robot tí hon do phòng thí nghiệm của Strano phát triển. Họ đã thử nghiệm khả năng cung cấp năng lượng của pin cho memristor.
Họ cũng sử dụng pin siêu mỏng để cung cấp năng lượng cho mạch đồng hồ, giúp robot theo dõi thời gian, và cấp nguồn cho hai cảm biến nano, một làm bằng ống nano carbon và một làm bằng molybdenum disulfide. Các cảm biến siêu nhỏ như vậy có thể được đưa vào đường ống hoặc những nơi khó tiếp cận khác. Nhóm nghiên cứu cũng đã sử dụng pin để điều khiển cánh tay của một robot siêu nhỏ. Khả năng di chuyển này có thể cho phép robot y tế hoạt động bên trong cơ thể, đưa thuốc đến đúng vị trí và thời điểm.
Loại pin kẽm-không khí này lấy oxy từ môi trường xung quanh và oxy hóa một lượng kẽm cực nhỏ, tạo ra điện áp 1 volt. Năng lượng này sau đó có thể được sử dụng để vận hành cảm biến hoặc cánh tay robot, cho phép chúng thực hiện các nhiệm vụ như đưa insulin trực tiếp vào tế bào người tiểu đường.
Robot siêu nhỏ từ lâu đã được kỳ vọng sẽ cách mạng hóa ngành y tế bằng cách vận chuyển thuốc đến các vị trí chính xác trong cơ thể. Tuy nhiên, việc cung cấp năng lượng cho chúng luôn là một thách thức lớn. Nhiều thiết kế hiện tại sử dụng năng lượng mặt trời hoặc tia laser, đồng nghĩa với việc chúng phải được tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng. Điều này hạn chế khả năng xâm nhập sâu vào cơ thể của robot.
"Nếu muốn robot siêu nhỏ có thể đi vào những không gian mà con người không thể tiếp cận, chúng cần phải có khả năng tự hoạt động cao hơn", tác giả nghiên cứu Michael Strano là kỹ sư hóa học tại MIT, cho biết. Đây là một trong những loại pin nhỏ nhất từng được chế tạo. Vào năm 2022, các nhà nghiên cứu Đức đã giới thiệu pin có kích thước milimet, có thể gắn trên vi mạch. Pin của Strano và cộng sự còn nhỏ hơn gấp 10 lần, chỉ dài 0,1 milimet và dày 0,002 milimet (so với sợi tóc người dày khoảng 0,1 milimet).
Pin bao gồm hai thành phần chính: điện cực kẽm và điện cực bạch kim, được nhúng trong một loại polymer gọi là SU-8. Khi kẽm phản ứng với oxy trong không khí, phản ứng oxy hóa xảy ra, giải phóng electron. Các electron này di chuyển đến điện cực bạch kim, tạo ra dòng điện.
Pin được sản xuất bằng quy trình quang khắc, sử dụng vật liệu nhạy sáng để khắc các chi tiết siêu nhỏ lên tấm wafer silicon. Phương pháp này thường được sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn, cho phép "in" nhanh chóng 10.000 pin trên mỗi tấm wafer silicon, theo báo cáo của nhóm nghiên cứu trên tạp chí Science Robotics.
Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã sử dụng dây dẫn để kết nối những viên pin siêu nhỏ này với robot tí hon do phòng thí nghiệm của Strano phát triển. Họ đã thử nghiệm khả năng cung cấp năng lượng của pin cho memristor.
Họ cũng sử dụng pin siêu mỏng để cung cấp năng lượng cho mạch đồng hồ, giúp robot theo dõi thời gian, và cấp nguồn cho hai cảm biến nano, một làm bằng ống nano carbon và một làm bằng molybdenum disulfide. Các cảm biến siêu nhỏ như vậy có thể được đưa vào đường ống hoặc những nơi khó tiếp cận khác. Nhóm nghiên cứu cũng đã sử dụng pin để điều khiển cánh tay của một robot siêu nhỏ. Khả năng di chuyển này có thể cho phép robot y tế hoạt động bên trong cơ thể, đưa thuốc đến đúng vị trí và thời điểm.
