Los investigadores han desarrollado una bater\u00eda del grosor de un cabello que puede alimentar robots cuyo tama\u00f1o no supera el del punto que aparece al final de esta frase. La bater\u00eda de zinc-aire captura el ox\u00edgeno de su entorno y oxida cantidades min\u00fasculas de zinc, una reacci\u00f3n que puede crear hasta 1 voltio. Esta energ\u00eda puede entonces alimentar cosas como sensores o un peque\u00f1o brazo rob\u00f3tico que puede elevarse y descender para entregar una carga \u00fatil (por ejemplo, insulina) directamente a las c\u00e9lulas de una persona con diabetes.<\/p>\n\n\n\n
Aunque desde hace tiempo se ha propuesto que los robots del tama\u00f1o de una c\u00e9lula administren medicamentos a lugares espec\u00edficos del cuerpo, alimentarlos ha sido complicado. Muchos de los dise\u00f1os actuales utilizan energ\u00eda solar, lo que significa que deben estar expuestos a la luz solar o ser controlados por un l\u00e1ser. Pero ninguno de los dos penetra demasiado en el cuerpo, lo que limita la distancia que pueden recorrer estos robots, apodados “marionetas”, porque deben permanecer conectados a esta fuente de luz como el hilo de una marioneta.<\/p>\n\n\n\n
“Los sistemas de marionetas en realidad no necesitan una bater\u00eda porque reciben toda la energ\u00eda que necesitan del exterior”, dijo en un comunicado el autor principal del estudio, Michael Strano, ingeniero qu\u00edmico del MIT. “Pero si quieres que un peque\u00f1o robot pueda entrar en espacios a los que no podr\u00edas acceder de otra manera, necesita tener un mayor nivel de autonom\u00eda. Una bater\u00eda es esencial para algo que no va a estar atado al mundo exterior”.<\/p>\n\n\n\n
La nueva bater\u00eda es una de las m\u00e1s peque\u00f1as jam\u00e1s inventadas. En 2022, investigadores en Alemania describieron una bater\u00eda de tama\u00f1o milim\u00e9trico que puede caber en un microchip. La bater\u00eda de Strano y su equipo es unas 10 veces m\u00e1s peque\u00f1a, con solo 0,1 mil\u00edmetros de largo y 0,002 mil\u00edmetros de grosor. El cabello humano medio tiene unos 0,1 mil\u00edmetros de grosor.<\/p>\n\n\n\n
La bater\u00eda tiene dos componentes, un electrodo de zinc y un electrodo de platino. Estos est\u00e1n incrustados en un pol\u00edmero llamado SU-8. Cuando el zinc reacciona con el ox\u00edgeno del aire, crea una reacci\u00f3n de oxidaci\u00f3n que libera electrones. Estos electrones fluyen hacia el electrodo de platino.<\/p>\n\n\n\n
Las bater\u00edas se fabrican mediante un proceso llamado fotolitograf\u00eda, que utiliza materiales sensibles a la luz para transferir patrones de tama\u00f1o nanom\u00e9trico a obleas de silicio. Este m\u00e9todo se utiliza habitualmente para fabricar semiconductores. Puede “imprimir” r\u00e1pidamente 10.000 bater\u00edas por oblea de silicio, informaron Strano y sus colegas el 14 de agosto en la revista Science Robotics<\/a>.<\/p>\n\n\n\n En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron un cable para conectar estas diminutas bater\u00edas a robots del tama\u00f1o de una c\u00e9lula, que tambi\u00e9n desarrolla el laboratorio de Strano. Probaron la capacidad de la bater\u00eda para alimentar un memristor, un circuito que cambia la resistencia en funci\u00f3n de la cantidad de carga que fluye a trav\u00e9s de \u00e9l. Estos memristores pueden almacenar recuerdos de eventos en funci\u00f3n de los cambios de carga.<\/p>\n\n\n\n Tambi\u00e9n utilizaron las bater\u00edas para alimentar un circuito de reloj, lo que permite a los robots seguir el tiempo, y para alimentar dos sensores de tama\u00f1o nanom\u00e9trico, uno hecho de nanotubos de carbono y el otro de disulfuro de molibdeno. Los microsensores como estos podr\u00edan introducirse en tuber\u00edas u otros lugares de dif\u00edcil acceso para detectar fugas, seg\u00fan los investigadores.<\/p>\n\n\n\n “Estamos fabricando los componentes b\u00e1sicos para desarrollar funciones a nivel celular”, dijo Strano.<\/p>\n\n\n\n El equipo tambi\u00e9n utiliz\u00f3 las bater\u00edas para mover un brazo de uno de sus diminutos robots, que tienen aproximadamente el tama\u00f1o de un \u00f3vulo humano. Esta din\u00e1mica min\u00fascula podr\u00eda permitir que los robots m\u00e9dicos que trabajan dentro del cuerpo liberen medicamentos en un momento o lugar determinados.<\/p>\n\n\n\n En el futuro, el equipo espera deshacerse de los cables e incorporar bater\u00edas a sus microrrobots.<\/p>\n\n\n\n “Esto va a formar el n\u00facleo de muchos de nuestros esfuerzos rob\u00f3ticos”, dice Strano. “Se puede construir un robot alrededor de una fuente de energ\u00eda, de la misma manera que se puede construir un autom\u00f3vil el\u00e9ctrico alrededor de la bater\u00eda”.<\/p>\n\n\n\n