Gli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology ( MIT ) hanno sviluppato una minuscola batteria che potrebbe rivoluzionare il mondo della microrobotica. Il nuovo dispositivo è lungo solo 0,1 millimetri e spesso 0,002 millimetri, ovvero all’incirca lo spessore di un capello umano.
Ciò che rende unica la batteria è la sua capacità di catturare l’ossigeno dall’aria e utilizzarlo per ossidare lo zinco. Di conseguenza, viene creata una corrente elettrica con un potenziale fino a 1 volt. Questa potenza è sufficiente per alimentare un piccolo circuito, sensore o attuatore.
Il team ha già iniziato a integrare varie funzioni robotiche nella batteria e a combinare i componenti in dispositivi più complessi.
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Il problema principale nella creazione di robot microscopici è sempre stato fornire loro abbastanza energia. In precedenza, i ricercatori avevano proposto di caricare le microbatterie utilizzando l’energia solare, ma ciò avrebbe richiesto il puntamento di un laser verso il dispositivo o la ricerca di un’altra fonte di luce. La batteria del MIT libererà i robot da fonti di energia esterne e consentirà loro di muoversi autonomamente su distanze molto più lunghe.
Lo sviluppo riguarda la tipologia delle batterie zinco-aria. Tali batterie hanno un’elevata densità di energia e una lunga durata, che le rendono popolari, ad esempio, negli apparecchi acustici.
Il design è costituito da componenti in zinco e platino. Entrambi sono incorporati in una striscia di polimero SU-8, spesso utilizzato nella microelettronica. Quando interagisce con le molecole di ossigeno, lo zinco si ossida e rilascia elettroni che fluiscono verso l’elemento di platino, creando una corrente.
Durante lo studio, gli scienziati hanno dimostrato che la loro batteria può fornire energia a vari componenti dei microrobot. Ad esempio, è riuscita ad attivare un attuatore, un braccio robotico che può alzarsi e abbassarsi. Inoltre, la batteria alimentava un memristor, un componente elettrico in grado di memorizzare informazioni sugli eventi modificando la sua resistenza elettrica, nonché un circuito orologio che consentiva ai robot di tenere traccia del tempo.
La batteria aveva anche energia sufficiente per azionare due diversi tipi di sensori che cambiano la loro resistenza elettrica quando entrano in contatto con le sostanze chimiche presenti nell’ambiente. Uno dei sensori è costituito da bisolfuro di molibdeno atomicamente sottile e l’altro è costituito da nanotubi di carbonio.
Uno dei promettenti ambiti di applicazione della nuova tecnologia è la creazione di robot microscopici per la somministrazione di farmaci all’interno del corpo umano. Tali dispositivi potrebbero trovare autonomamente il sito bersaglio e rilasciare il farmaco necessario, ad esempio l’insulina. Vogliono creare piccoli medici con materiali biocompatibili che verranno distrutti una volta completato il loro compito.
I ricercatori stanno attualmente lavorando per aumentare la tensione della batteria, il che potrebbe aprire ulteriori possibilità per la sua applicazione in vari campi della scienza e della tecnologia.
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