Ein winziger Akku, der von MIT-Ingenieuren entwickelt wurde, könnte den Einsatz von zellgroßen autonomen Robotern für die Arzneimittelabgabe im menschlichen Körper sowie für andere Anwendungen wie die Lokalisierung von Lecks in Gasleitungen ermöglichen. Der neue Akku, der 0,1 Millimeter lang und 0,002 Millimeter dick ist – ungefähr die Dicke eines menschlichen Haares – kann Sauerstoff aus der Luft aufnehmen und verwenden, um Zink zu oxidieren, wodurch ein Strom von bis zu 1 Volt erzeugt wird. Das ist genug, um einen kleinen Schaltkreis, Sensor oder Aktuator mit Strom zu versorgen.
Das Team von Michael Strano, Professor für Chemieingenieurwesen am MIT, arbeitet seit einigen Jahren an winzigen Robotern, die auf Reize in ihrer Umgebung reagieren können. Eine Herausforderung dabei ist sicherzustellen, dass diese winzigen Roboter ausreichend Strom haben. Das Team entschied sich für eine Art Akku, den Zink-Luft-Akku, der eine längere Lebensdauer hat als viele andere Arten von Batterien aufgrund seiner hohen Energiedichte. In dieser Studie zeigte das Team, dass dieser Akku genug Energie liefert, um einen Aktuator, einen Memristor und einen Uhrenschaltkreis zu betreiben.
Die Forscher planen zukünftig, Roboter zu bauen, in die der Akku integriert ist. Ein Beispielprojekt ist die Entwicklung von winzigen Robotern, die in den menschlichen Körper injiziert werden könnten, um ein bestimmtes Ziel zu suchen und dann ein Medikament wie Insulin freizusetzen. Für den Einsatz im menschlichen Körper stellen sich die Forscher vor, dass die Geräte aus biokompatiblen Materialien hergestellt sind, die sich auflösen, wenn sie nicht mehr benötigt werden. Die Forscher arbeiten auch daran, die Spannung des Akkus zu erhöhen, um zusätzliche Anwendungen zu ermöglichen. Die Forschung wurde vom U.S. Army Research Office, dem U.S. Department of Energy, der National Science Foundation und einem MathWorks Engineering Fellowship finanziert.