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科技日報記者 劉霞
隨著機器人器材逐漸縮小，對微米尺度電池的需求日益迫切。美國麻省理工學院工程師設計出一款新的微型電池，可為體內膠體機器人、傳感器等微米級器材供電。這些器材未來或能用於人體內藥物輸送、天然氣管道泄漏定位等領域。相關論文發表於新一期【科學·機器人】雜誌。
鋅空氣電池長0.1毫米，厚0.02毫米。圖片麻省理工學院
新電池長100微米，厚2微米，是一款鋅空氣電池。與其他類別的電池相比，鋅空氣電池能量密度更高、壽命更長。該電池從空氣中捕獲氧氣，可產生高達1伏的開路電壓，能量密度達到760瓦時/升，足以為一個微型電路、傳感器或執行器供電。
近年來，該團隊一直在研究能夠感知和響應環境刺激的微型機器人，但開發這種機器人面臨諸多挑戰，其中包括確保有足夠電力供其執行。雖然已能用太陽能為此類器材供電，但必須始終有激光器或其他光源與機器人相連。如果想讓微型機器人進入更小空間，賦予其更高自主性至關重要。而電池對於那些無法與外界連線的器材來說不可或缺。
電池由鉑電極和鋅電極組成，鋅電極嵌入名為SU-8的聚合物條內。當電極與空氣中的氧分子相互作用時，鋅被氧化並釋放出流向鉑電極的電子，從而產生電流。
測試結果顯示，這種電池產生的電力足以驅動一個執行器（可升降的機器人手臂），還可為憶阻器和時鐘電路供電，也能同時驅動兩種不同類別的傳感器。研究人員還在努力提高新電池的電壓，以擴大其套用範圍。
團隊計劃，在此基礎上開發自主能力更強的微型機器人，包括註射到人體內的微型機器人。這種機器人到達體內後，可找到目標部位，並釋放胰島素等藥物。這些器材將由化石相容性材料制成，完成任務後材料就會分解。
總編輯圈點：
從手機、電動汽車到機器人，智能終端的形態日益豐富，它們對電池的需求也愈發多樣化。手機電池像塊巧克力，追求輕薄化、高效能；電動汽車電池是個大塊頭，側重長續航和安全性。而用於匹配微型機器人的電池，則在尺寸上追求極致「迷你」，這就更需要在尺寸與效能之間達到更微妙的平衡。總之，智能終端的不斷發展，推動電池領域持續創新。反過來，電池技術的變革，進一步讓更多超乎想象的智能器材成為現實，走進我們的生活。
