تم ابتكار بطاريات صغيرة مصنوعة من خصلة شعر.

TPO - طور الباحثون بطارية رقيقة كالشعرة يمكنها تشغيل روبوتات صغيرة بحجم علامة الترقيم.

نوع من البطاريات المصغرة التي تُشغل الروبوت (صورة: مايكل سترانو)

تستخلص بطاريات الزنك والهواء الأكسجين من البيئة المحيطة وتؤكسد كميات ضئيلة من الزنك، وهو تفاعل يمكن أن يولد فولتًا واحدًا. يمكن استخدام هذه الطاقة لتشغيل أجهزة استشعار أو أذرع روبوتية صغيرة قادرة على رفع وخفض أشياء، مثل الأنسولين، مباشرة إلى خلايا مرضى السكري.

على الرغم من أن الروبوتات المجهرية قد تم اقتراحها منذ فترة طويلة لتوصيل الأدوية إلى مواقع محددة في الجسم، إلا أن تزويدها بالطاقة لا يزال يمثل مشكلة صعبة.

تعتمد العديد من التصاميم الحالية على الطاقة الشمسية، مما يعني ضرورة تعريضها لأشعة الشمس أو التحكم بها بواسطة الليزر. لكن لا يمكن لأي منهما اختراق الجسم بعمق لأنهما يجب أن يكونا متصلين بمصدر ضوئي باستمرار.

قال مايكل سترانو، كبير مؤلفي الدراسة ومهندس كيميائي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "إذا كنت تريد روبوتًا صغيرًا يمكنه دخول أماكن لا يمكن للبشر الوصول إليها، فإنه يحتاج إلى درجة أعلى من الاستقلالية".

يبلغ قياس البطارية 0.01 مليمتر.

هذه إحدى أصغر البطاريات التي تم اختراعها على الإطلاق. في عام 2022، وصف باحثون في ألمانيا بطارية بحجم المليمتر يمكن وضعها على شريحة إلكترونية. بطارية سترانو وفريقه أصغر بنحو عشر مرات، إذ يبلغ طولها 0.1 مليمتر فقط وسمكها 0.002 مليمتر (يبلغ سمك شعرة الإنسان العادية حوالي 0.1 مليمتر).

تتكون هذه البطارية من عنصرين: قطب زنك وقطب بلاتيني. وهما مغموران في بوليمر يُسمى SU-8. عندما يتفاعل الزنك مع الأكسجين الموجود في الهواء، ينتج عن ذلك تفاعل أكسدة يُطلق إلكترونات. تتدفق هذه الإلكترونات إلى القطب البلاتيني.

تُصنّع هذه البطاريات باستخدام عملية تُسمى الطباعة الضوئية، والتي تستخدم مواد حساسة للضوء لنقل أنماط نانوية الحجم إلى رقائق السيليكون. تُستخدم هذه الطريقة عادةً في تصنيع أشباه الموصلات. وقد أفاد سترانو وزملاؤه في مجلة ساينس روبوتكس أنها قادرة على "طباعة" 10000 بطارية بسرعة على كل رقاقة سيليكون.

في الدراسة الجديدة، استخدم الباحثون سلكًا لتوصيل هذه البطاريات الصغيرة بروبوتات مجهرية يقوم مختبر سترانو بتطويرها أيضًا. واختبروا قدرة البطارية على تشغيل المقاومة المتغيرة (الميمريستور).

كما استخدموا بطاريات فائقة الرقة لتشغيل دارة الساعة، مما مكّن الروبوت من تتبع الوقت وتزويد مستشعرين نانويين بالطاقة، أحدهما مصنوع من أنابيب الكربون النانوية والآخر من ثاني كبريتيد الموليبدينوم. ووفقًا للباحثين، يمكن وضع هذه المستشعرات الدقيقة داخل الأنابيب أو في أماكن أخرى يصعب الوصول إليها.

استخدم فريق البحث أيضاً بطاريات لتشغيل ذراع أحد الروبوتات الدقيقة. ويمكن لهذه المحركات الصغيرة أن تسمح للروبوتات الطبية بالعمل داخل الجسم لتوصيل الدواء في وقت أو مكان محدد.

ها ثو

بحسب موقع لايف ساينس