ابداع ریزباتری ها برای ربات هایی به سایز حشرات
نقشه: پژوهشگران میکروباتری ها یا ریزربات هایی ساخته اند که می توانند ربات هایی به اندازه حشرات را تغذیه کنند.
به گزارش نقشه به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، باتری های جدیدی که توسط دانشمندان دانشگاه ایلینوی اوربانا-چمپین(Illinois Urbana-Champaign) ابداع شده است، یک مشکل طولانی مدت در مورد فناوری ربات هایی به اندازه حشرات را حل می کند که تا حالا هیچ طراحی باتری دیگری موفق به آن نشده است.
ریزباتری ها یا میکروباتری ها پتانسیلی باورنکردنی برای تامین انرژی دستگاههای کوچک، میکروربات ها و دستگاههای پزشکی قابل کاشت دارند. با این وجود، تا همین اواخر آنها چندان کارآمد نبوده اند، برای اینکه تامین مناسب انرژی آنها ممکن نبود.
حالا بر مبنای بیانیه مطبوعاتی پژوهشگران دانشگاه ایلینوی اوربانا-چمپین، یک میکروباتری ولتاژ بالا ساخته شده است که با طراحی باتری های موجود کاملا متفاوت می باشد.
آزاد کردن پتانسیل دستگاههای کوچکتر
پروفسور پاول براون، مدیر لابراتوار تحقیقات مواد و استاد علوم و مهندسی مواد این دانشگاه توضیح می دهد: ما برای آزاد کردن پتانسیل کامل دستگاههای ریزمقیاس، با بهبود معماری الکترود و ارائه طرح های نوآورانه برای باتری، به باتری های کوچک قدرتمندی نیاز داریم.
یکی از مشکلاتی که پژوهشگران باید بر آن غلبه می کردند، این بود که با کوچک تر شدن باتری ها، بسته بندی آنها بر حجم و جرم باتری غالب می شود، در حالیکه ناحیه الکترود کوچک تر می شود و در نتیجه انرژی و قدرت کاسته می شود.
پژوهشگران برای غلبه بر این مشکل، بسته بندی جدیدی را توسعه دادند که از جمع کننده ها یا کلکتورهای جریان ترمینال مثبت و منفی بعنوان بخشی از خود بسته بندی استفاده می نماید. نتیجه این کار، میکروباتری های کوچکی شد که هنوز ولتاژ کاری بالایی تولید می کنند.
آرگیا پاترا از اعضای گروه پژوهش می گوید: تا به امروز، معماری های الکترود و طرح های سلولی در مقیاس میکرو-نانو به طرح های متراکم توان محدود شده اند که به قیمت کاهش چگالی انرژی حجمی بوده است. کار پژوهشگران برای ایجاد یک منبع انرژی در مقیاس کوچک که هم چگالی توان بالا و هم چگالی انرژی حجمی را نشان دهد، موفق بوده است.
توسعه باتری های جدید
پژوهشگران خاطرنشان می کنند که این توسعه بخش ها و صنایع بسیاری را گردهم می آورد.
دکتر سانگبونگ کیم نویسنده ارشد این پژوهش می گوید: کار ما شکاف دانش را در تقاطع شیمی مواد، الزامات منحصر به فرد تولید مواد برای پیکربندی میکروباتری های مسطح با انرژی متراکم و نانو میکروالکترونیک کاربردی که به یک منبع برق با ولتاژ بالا و به حرکت درآوردن ریز محرک ها و میکروموتورها نیاز دارد، پر می کند.
از نظر کاربردها، یکی از موارد مهم این باتری ها می تواند نیرو دادن به میکروربات های به اندازه حشرات برای به دست آوردن اطلاعات پرارزش از بلایای طبیعی، ماموریت های جستجو و نجات و محیط های خطرناکی باشد که دسترسی مستقیم انسان به آنها نا ممکن است.
جیمز پیکول از گروه مهندسی مکانیک و مکانیک کاربردی دانشگاه پنسیلوانیا و یکی از نویسندگان این پژوهش تصریح کرد که ولتاژ بالا برای کاهش بار الکترونیکی که یک میکروربات باید حمل کند، مهمست.
وی ادامه داد: این بدان معناست که این باتری ها پیشرفت هایی را در سطح فراتر از افزایش چگالی انرژی خود ممکن می سازند تا ربات های کوچک بتوانند به نقاط دورتری سفر کنند یا اطلاعات مهم تری را برای اپراتورهای انسانی ارسال نمایند.
باتری هایی به کوچکی گرد و غبار
پژوهشگران برای مدت طولانی روی میکروباتری ها کار کرده اند و الان با تولید باتری هایی کوچک که بعنوان «گرد و غبار هوشمند» نام برده می شوند، به موفقیت دست یافته اند.
در ماه آگوست سال ۲۰۲۲، گروهی از پژوهشگران در دانشگاه صنعتی کمنیتس آلمان، میکروباتری هایی به اندازه دانه های برنج ساختند. آنها ادعا کردند که اختراع آنها می تواند در آینده برای تقویت برنامه های کاربردی پیشرفته IoT(اینترنت اشیا) مانند ریزحسگرهای هوشمند و دستگاههای محاسباتی در مقیاس میلی متری استفاده گردد.
این گرد و غبارهای هوشمند شامل دستگاه هایی در مقیاس میکرو و نانو است که در همه جا همچون شهرها، کارخانه ها و جنگلها توزیع می شوند و از آنها برای نظارت بر تغییرات مختلف در اطراف ما به صورت زنده و در لحظه استفاده می شود.
منبع: نقشه
این مطلب Go Map را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط در نقشه
نظرات بینندگان نقشه در مورد این مطلب