清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

High energy density picoliter-scale zinc-air microbatteries for colloidal robotics

微尺度化学 储能 功率密度 微加工 纳米技术 纳米传感器 光电子学 材料科学 制作 物理 功率(物理) 量子力学 医学 数学教育 数学 替代医学 病理
作者
Ge Zhang,Sungyun Yang,Jing Yang,David Gonzalez-Medrano,Marc Z. Miskin,Volodymyr B. Koman,Yuwen Zeng,Sylvia Xin Li,Matthias Kuehne,Albert Tianxiang Liu,Allan M. Brooks,Mahesh Kumar,Michael S. Strano
出处
期刊:Science robotics [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:9 (93): eade4642-eade4642 被引量:13
标识
DOI:10.1126/scirobotics.ade4642
摘要

The recent interest in microscopic autonomous systems, including microrobots, colloidal state machines, and smart dust, has created a need for microscale energy storage and harvesting. However, macroscopic materials for energy storage have noted incompatibilities with microfabrication techniques, creating substantial challenges to realizing microscale energy systems. Here, we photolithographically patterned a microscale zinc/platinum/SU-8 system to generate the highest energy density microbattery at the picoliter (10-12 liter) scale. The device scavenges ambient or solution-dissolved oxygen for a zinc oxidation reaction, achieving an energy density ranging from 760 to 1070 watt-hours per liter at scales below 100 micrometers lateral and 2 micrometers thickness in size. The parallel nature of photolithography processes allows 10,000 devices per wafer to be released into solution as colloids with energy stored on board. Within a volume of only 2 picoliters each, these primary microbatteries can deliver open circuit voltages of 1.05 ± 0.12 volts, with total energies ranging from 5.5 ± 0.3 to 7.7 ± 1.0 microjoules and a maximum power near 2.7 nanowatts. We demonstrated that such systems can reliably power a micrometer-sized memristor circuit, providing access to nonvolatile memory. We also cycled power to drive the reversible bending of microscale bimorph actuators at 0.05 hertz for mechanical functions of colloidal robots. Additional capabilities, such as powering two distinct nanosensor types and a clock circuit, were also demonstrated. The high energy density, low volume, and simple configuration promise the mass fabrication and adoption of such picoliter zinc-air batteries for micrometer-scale, colloidal robotics with autonomous functions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
壮观的海豚完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
碗碗豆喵完成签到 ,获得积分10
26秒前
wodetaiyangLLL完成签到 ,获得积分10
34秒前
风一样的我完成签到 ,获得积分0
36秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
39秒前
racill完成签到 ,获得积分10
1分钟前
乐樵完成签到,获得积分10
1分钟前
叁月二完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Triangle1116完成签到 ,获得积分10
1分钟前
炳灿完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lingling完成签到 ,获得积分10
2分钟前
瞬间发布了新的文献求助10
2分钟前
melody完成签到 ,获得积分10
2分钟前
可爱满天完成签到,获得积分10
2分钟前
nano完成签到 ,获得积分10
2分钟前
wood完成签到,获得积分10
2分钟前
天天向上小螃蟹完成签到,获得积分10
2分钟前
ghost完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
jlwang完成签到,获得积分10
2分钟前
zz发布了新的文献求助10
2分钟前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
2分钟前
CodeCraft应助单薄机器猫采纳,获得10
2分钟前
呆萌芙蓉完成签到 ,获得积分10
2分钟前
lhn完成签到 ,获得积分10
2分钟前
光头大叔完成签到 ,获得积分10
2分钟前
隐形曼青应助zz采纳,获得10
2分钟前
1437594843完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
何曼慈发布了新的文献求助10
3分钟前
甜乎贝贝完成签到 ,获得积分10
3分钟前
然来溪完成签到 ,获得积分10
3分钟前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
3分钟前
cadcae完成签到,获得积分10
3分钟前
如果完成签到 ,获得积分10
3分钟前
cgs完成签到 ,获得积分10
3分钟前
专注的问寒完成签到,获得积分0
3分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6051180
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7856546
关于积分的说明 16267369
捐赠科研通 5196243
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2780534
邀请新用户注册赠送积分活动 1763473
关于科研通互助平台的介绍 1645498