ابداع ریزباتری‌ها برای ربات‌هایی به سایز حشرات

یکی از مشکلاتی که محققان باید بر روی آن غلبه کنند، این بود که با کوچک‌تر شدن باتری‌ها، بسته‌بندی آنها بر حجم و جرم باتری غالب می‌شود، در حالی که ناحیه الکترود کوچکتر می‌شود و در نتیجه انرژی و قدرت کاهش می‌یابد.

انتهای پیام



منبع

دکتر سانگبونگ کیم نویسنده ارشد این پژوهش می‌گوید: کار ما شکاف دانش را در تقاطع شیمی مواد، الزامات منحصر به فرد تولید مواد برای پیکربندی میکروبتری‌های مستحکم با انرژی متراکم و نانو میکروالکترونیک کاربردی که به یک منبع برق با ولتاژ بالا و به حرکت درآوردن ریز محرک‌ها. و میکروموتورها نیاز دارد، پر می کند.

جیمز پیکول از گروه مهندسی مکانیک و مکانیک کاربردی دانشگاه پنسیلوانیا و یکی از نویسندگان این پژوهشگران گفت که ولتاژ بالا برای کاهش بار الکترونیکی که یک میکروب‌ها باید حمل شوند، مهم است.

از نظر کاربردها، یکی از موارد مهم این باتری‌ها می‌تواند به میکروب‌های اندازه‌گیری شده برای حشرات برای دستیابی به اطلاعات ارزشمند از بلایای طبیعی، مأموریت‌های جستجو و نجات و محیط‌های خطرناکی باشد که دسترسی مستقیم انسان به آنها غیرممکن است.

این گرد و غبارهای هوشمند شامل دستگاه‌هایی در میکرو و نانو است که در همه جا از جمله شهرها، کارخانه‌ها و جنگل‌ها می‌شوند و از آنها برای نظارت بر تغییرات مختلف در اطراف ما به صورت زنده و در لحظه استفاده می‌شود.

باتری‌های کوچک گرد و غبار

آرگیا پاترا از اعضای گروه پژوهش می‌گوید: تا به امروز، معماری‌های الکترود و طرح‌های سلولی در مقابله با طرح‌های متراکم محدود شده و به کاهش قیمت انرژی چگالی می‌پردازد. کارگران برای ایجاد یک منبع انرژی در پژوهش کوچکی که هم چگالی توان بالا و هم چگالی انرژی را نشان می دهد، موفق بوده است.

بخوان  رونمایی سامسونگ از اولین نمایشگر شفاف میکرو الای‌دی جهان

پژوهشگران میکروباتری‌ها یا ریزربات‌هایی ساخته‌اند که می‌توانند ربات‌هایی را به اندازه حشرات را تغذیه کنند.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، باتری‌های بزرگ که توسط دانشگاه ایلینوی اوربانا-چمپین(Illinois Urbana-Champaign) ابداع شده است، یک مشکل طولانی مدت در مورد فناوری‌ها به اندازه حشرات را حل می‌کند که هیچ طراحی باتری دیگری موفق به آن نمی‌شود.

در ماه اوت سال ۲۰۲۲، گروهی از محققان دانشگاه صنعتی کمنیتس آلمان، میکروباتری‌هایی به اندازه دانه‌های برنج ساختند. ادعا کردند که آنها را انتخاب کنند می‌توانند در آینده برای تقویت برنامه‌های کاربردی پیشرفته IoT(اینترنت اشیا) مانند ریزحسگرهای هوشمند و دستگاه‌های محاسباتی در کاهش حجم‌متری استفاده شوند.

اکنون بر اساس بیانیه مطبوعاتی پژوهشگران دانشگاه ایلینوی اوربانا-چمپین، یک میکروباتری ولتاژ بالا ساخته شده است که با طراحی باتری‌های موجود کاملا متفاوت است.

پروفسور پاول براون، مدیر آزمایشگاه تحقیقات و استاد علوم و مهندسی مواد این دانشگاه توضیح می‌دهد: ما برای آزاد کردن پتانسیل کامل دستگاه‌های ریزمقیاس، با بهبود معماری الکترود و ارائه طرح‌های نوآورانه برای باتری، باتری‌های کوچک قدرتمندی که نیاز داریم.

آزاد کردن پتانسیل دستگاه های کوچکتر

وی افزود: این معناست که این باتری‌ها پیشرفت‌هایی را در سطوح فراتر از افزایش چگالی انرژی خود ممکن می‌سازند تا ربات‌های کوچک‌تر به نقاط دورتری سفر یا اطلاعات مهم‌تری را برای اپراتورهای انسانی ارسال کنند.

پژوهشگران می‌سازند که این بخش‌ها و صنایع بسیاری را گردهم می‌آورند.

ریزباتری‌ها یا میکروباتری‌ها پتانسیلی باورنکردنی برای تامین انرژی دستگاه‌های کوچک، میکروب‌ها و دستگاه‌های پزشکی قابل کاشت هستند. با این حال، تا همینطور کارآمد نبوده‌اند، زیرا تأمین انرژی مناسب ممکن نیست.

بخوان  کاهش ۵۰ درصدی مواد مخرب "لایه ازون"

پژوهشگران برای مدت طولانی روی میکروب‌تری‌ها کار کرده‌اند و اکنون با تولید باتری‌هایی کوچک که به «گرد و غبار هوشمند» نام برده می‌شوند، به موفقیت دست‌یابی می‌شوند.

توسعه باتری‌های جدید

پژوهشگران برای غلبه بر این، بسته‌بندی‌ها را نمی‌توان ایجاد کرد که از جمع‌آوری‌ها یا کلکتورهای جریان ترمینال مثبت و منفی به عنوان بخشی از خود بسته‌بندی استفاده می‌کنند. نتیجه این کار، میکروباتری‌های کوچکی است که هنوز ولتاژ کاری بالا تولید می‌کند.