满足微米级设备供电需求 锌空气电池带来新可能
【化工仪器网 行业百态】科技作为新时代发展的驱动力，与生活中的诸多细节都有密切的联系。也正因如此，科技创新与社会生产力、居民生活品质以及综合国力等绑定在一起，成为了目前社会高质量发展的关键。而纵观近几年的科技创新趋势，微型化、群体化、智能化是其中重要的发展方向，尤其是机器人技术这一新兴领域。
机器人设备小型化，带来的是更多的集成化可能以及更广泛的应用领域，尤其是在工业生产或者在医疗领域，微型机械意味着可以满足更多的使用需要，例如检查天然气管道泄漏或者是在人体内进行、药物输送。事实上，得益于微加工技术与材料学的进步，这种构想也距离我们越来越近，但其中有一个关键问题却等待我们去解决——能源供给。
微米尺度电池是解决微米级设备供电的关键。一方面，电池的体积一定程度决定了设备的体积，想要制作微型设备就不得不在电源上下功夫；另一方面，电源是支撑电子产品工作的基本单位，决定了它们在工业自动化、环境监测、医疗诊断等领域的实际应用能力。
而这种微型设备的电源除了对于体积要求苛刻外，还有许多额外的要求，诸如安全性、生物相容性和续航能力等。也正因如此随着机器人设备逐渐缩小，对微米尺度电池的研究也不断深入。
而就在最近锌空气电池面世似乎打开了新的方向。
据悉，美国麻省理工学院工程师设计出一款新的微型电池，可为体内胶体机器人、传感器等微米级设备供电。这种电池属于锌空气电池，利用空气中的氧气作为正极活性物质，金属锌作为负极活性物质，通过化学反应产生电能。电池的体积十分小巧，长仅100微米，厚仅2微米，但是兼顾了蓄电池的封闭性和可储存性，以及燃料电池的高能量密度和环保性特点。
测试结果显示，这种电池从空气中捕获氧气，可产生高达1伏的开路电压，能量密度达到760瓦时/升，这已经可以满足一个微型电路、传感器或执行器的供电需求了。据介绍，该电池由铂电极和锌电极组成，锌电极嵌入名为SU-8的聚合物条内。工作时，电池与氧气发生反应，锌被氧化并向铂电极释放电子产生电流。
目前，团队已经开始基于这种电池开发微型机器人，并计划将这项技术用于医疗领域。如果顺利的话，未来或许会因此诞生具备自我寻找目标并释放药物的体内送药机器人，这类机器人的材料将会采用生物相容性材料，完成任务后材料就会分解，为药物注射带去准确性与安全性上的提升。同时这项技术或许也将为赋予微型机器人更高自主性打开新的研究方向。
本文参考资源：科技日报
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