簡介：隨著科技的不斷發(fā)展，我們的生活已經(jīng)變得越來越依賴于微型設(shè)備。從智能手機到醫(yī)療設(shè)備，從汽車到工業(yè)機器人，這些設(shè)備正在逐步改變我們的生活方式。然而，這些設(shè)備的運行離不開電源，而電池作為最常見的電源來源，其大小和性能直接影響著設(shè)備的便攜性和效率。近年來，隨著機器人設(shè)備逐漸縮小，對微米尺度電池的需求日益迫切。某學(xué)院工程師設(shè)計出一款新的微型電池，可為體內(nèi)膠體機器人、傳感器等微米級設(shè)備供電。這些設(shè)備未來或能用于人體內(nèi)藥物輸送、天然氣管道泄漏定位等領(lǐng)域。
隨著科技的不斷發(fā)展，我們的生活已經(jīng)變得越來越依賴于微型設(shè)備。從智能手機到醫(yī)療設(shè)備，從汽車到工業(yè)機器人，這些設(shè)備正在逐步改變我們的生活方式。然而，這些設(shè)備的運行離不開電源，而電池作為最常見的電源來源，其大小和性能直接影響著設(shè)備的便攜性和效率。近年來，隨著機器人設(shè)備逐漸縮小，對微米尺度電池的需求日益迫切。某學(xué)院工程師設(shè)計出一款新的微型電池，可為體內(nèi)膠體機器人、傳感器等微米級設(shè)備供電。這些設(shè)備未來或能用于人體內(nèi)藥物輸送、天然氣管道泄漏定位等領(lǐng)域。
新電池長100微米，厚2微米，是一款鋅空氣電池。與其他類型的電池相比，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(chǎn)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(zhí)行器供電。
近年來，該團隊一直在研究能夠感知和響應(yīng)環(huán)境刺激的微型機器人，但開發(fā)這種機器人面臨諸多挑戰(zhàn)，其中包括確保有足夠電力供其運行。雖然已能用太陽能為此類設(shè)備供電，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(guān)重要。而電池對于那些無法與外界連接的設(shè)備來說不可或缺。
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(nèi)。當(dāng)電極與空氣中的氧分子相互作用時，鋅被氧化并釋放出流向鉑電極的電子，從而產(chǎn)生電流。
測試結(jié)果顯示，這種電池產(chǎn)生的電力足以驅(qū)動一個執(zhí)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(qū)動兩種不同類型的傳感器。研究人員還在努力提高新電池的電壓，以擴大其應(yīng)用范圍。
團隊計劃，在此基礎(chǔ)上開發(fā)自主能力更強的微型機器人，包括注射到人體內(nèi)的微型機器人。這種機器人到達體內(nèi)后，可找到目標部位，并釋放胰島素等藥物。這些設(shè)備將由生物相容性材料制成，完成任務(wù)后材料就會分解。
從手機、電動汽車到機器人，智能終端的形態(tài)日益豐富，它們對電池的需求也愈發(fā)多樣化。手機電池像塊巧克力，追求輕薄化、高性能;電動汽車電池是個大塊頭，側(cè)重長續(xù)航和安全性。而用于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性能之間達到更微妙的平衡?？傊?，智能終端的不斷發(fā)展，推動電池領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新。反過來，電池技術(shù)的變革，進一步讓更多超乎想象的智能設(shè)備成為現(xiàn)實，走進我們的生活。
這款微型電池的研發(fā)無疑是一項重要的技術(shù)創(chuàng)新。它不僅為微米級設(shè)備提供了新的能源來源，還為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展帶來了新的可能性。然而，我們也需要關(guān)注其面臨的問題和挑戰(zhàn)，通過不斷的研究和改進，使其真正成為推動科技進步的重要力量。
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