باتری‌هایی که از دانه شن هم کوچک‌تر هستند_بام وطن

یک باتری کوچک که توسط مهندسان دانشگاه «ام‌آی‌تی»(MIT) طراحی شده است، می‌تواند استقرار ربات‌های خودکار به اندازه سلول را برای دارورسانی در بدن انسان و کاربردهای فرد دیگر همانند تعیین محل نشتی در خطوط لوله گاز مقدور کند.

به نقل از ام‌آی‌تی نیوز، باتری تازه که ۰.۱ میلی‌متر طول و ۰.۰۰۲ میلی‌متر ضخامت دارد، می‌تواند اکسیژن هوا را جذب کند و آن را برای اکسید کردن فلز روی به کار بگیرد و جریانی را با پتانسیل تا یک ولت تشکیل کند. پژوهشگران نشان دادند که این باتری برای تغذیه یک مدار، حسگر یا محرک کوچک کافی است.

«مایکل استرانو»(Michael Strano) استاد دانشگاه ام‌آی‌تی و پژوهشگر ارشد این پروژه او گفت: ما معتقدیم که این باتری برای حوزه رباتیک زیاد سودمند خواهد می بود. ما در حال اجرای عملکردهای رباتیک با پشتیبانی باتری هستیم و قرار دادن آن را در ربات‌ها اغاز کرده‌ایم.

چندین سال است که آزمایشگاه استرانو روی ربات‌های کوچکی کار می‌کند که می‌توانند محرک‌های حاضر در محیط خود را حس کنند و به آنها عکس العمل نشان دهند. یکی از چالش‌های مهم در گسترش این چنین ربات‌های کوچکی، مطمعن از داشتن قوت کافی است.

پژوهشگران دیگر نشان داده‌اند که می‌توانند نیروی مورد نیاز دستگاه‌های کوچک‌مقیاس را با منفعت گیری از انرژی خورشیدی تامین کنند اما محدودیتی که در این روش وجود دارد، این است که ربات‌ها باید همیشه یک لیزر یا منبع نور فرد دیگر داشته باشند. این چنین دستگاه‌هایی که «ماریونت»(Marionette) نام گرفته‌اند، توسط یک منبع تغذیه بیرونی کنترل خواهد شد. قرار دادن یک منبع انرژی همانند باتری در این دستگاه‌های کوچک می‌تواند به آنها برای پرسه زدن در فاصله زیاد دورتر آزادی بدهد.

استرانو او گفت: سیستم‌های ماریونت واقعا به باتری نیاز ندارند چون همه انرژی مورد نیاز خود را از بیرون دریافت می‌کنند اما اگر بخواهید یک ربات کوچک بتواند داخل فضاهایی شود که در غیر این صورت نمی‌توانید به آنها دسترسی داشته باشید، ربات به سطح بالاتری از خودکارسازی نیاز اشکار می‌کند. باتری برای دستگاهی که قرار نیست به دنیای بیرون متصل شود، الزامی است.

آزمایشگاه استرانو برای تشکیل ربات‌هایی که می‌توانند جدا گانه‌تر شوند، تصمیم گرفت از نوعی باتری به نام باتری روی-هوا منفعت گیری کند. این باتری‌ها که به علت چگالی انرژی بالاتر نسبت به تعداد بسیاری از انواع باتری‌ها طول عمر بیشتری دارند و زیاد تر در سمعک‌ها منفعت گیری خواهد شد.

باتری که آنها طراحی کردند، یک الکترود از جنس روی را شامل می‌شود که به یک الکترود از جنس پلاتین متصل است. الکترود در یک نوار پلیمری به نام SU-8 تعبیه شده است که طبق معمول در حوزه میکروالکترونیک منفعت گیری می‌شود. هنگامی که این الکترودها با مولکول‌های اکسیژن هوا در تعامل قرار می‌گیرند، روی اکسید می‌شود و الکترون‌هایی را آزاد می‌کند که به سمت الکترود پلاتین می‌روال و جریان را تشکیل می‌کنند.

این باتری، قوت کافی را برای راه‌اندازی دو نوع حسگر متفاوت فراهم می‌کند که مقاومت الکتریکی آنها در رویارویی با مواد شیمیایی در محیط تحول می‌کند. یکی از حسگرها از دی‌سولفید مولیبدن نازک اتمی و فرد دیگر از نانولوله‌های کربنی ساخته شده است.

پژوهشگران در این پروژه از یک سیم برای اتصال باتری خود به یک دستگاه بیرونی منفعت گیری کردند اما در کارهای آینده تصمیم دارند ربات‌هایی بسازند که باتری در آنها گنجانده شود. این چنین، آنها در حال کار کردن روی افزایش ولتاژ باتری می باشند تا بتوانند کاربردهای بیشتری را فعال کنند.

این پژوهش در مجله «Science Robotics» به چاپ رسید.