Pin lấy cảm hứng từ vảy da rắn, mềm mại uốn cong linh hoạt

Nhóm chuyên gia ở Viện Máy và Vật liệu Hàn Quốc (KIMM) đã nghiên cứu, phát triển thành công một mẫu pin mới bắt chước cơ chế da rắn, vảy uốn cong, ứng dụng hiệu quả cho các robot mềm, thiết bị điện tử đeo hoặc các ứng dụng khác, nơi đặc tính linh hoạt của pin được ứng dụng ở mức cao nhất. Nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí Soft Robotics (Mỹ) cuối tháng 9/2021.

Pin lấy cảm hứng từ vảy da rắn, mềm mại uốn cong linh hoạt. Nguồn ảnh: Newatlas

Ý tưởng trên sẽ tạo ra một loạt pin cứng nhưng nhỏ, kết nối với nhau, tạo thành cấu trúc chồng lên nhau, nhưng có khả năng uốn cong và biến hình dựa theo thiết kế thực của thiết bị.

Để đạt được mục tiêu linh hoạt và hạn chế biến dạng, các nhà khoa học ở KIMM đã tối ưu hóa thiết kế, dùng các tế bào pin lithium-ion hình lục giác nhỏ làm "vảy". Các nếp gấp bắt chước cấu trúc bản lề của da rắn, cho phép biến hình ổn định mà không gây tổn hại cơ học.

Với thiết kế nói trên, pin lithium có thể co giãn như da rắn và duy trì hiệu suất ngay cả khi uốn cong và kéo dài. Thử nghiệm cho thấy pin lithium co giãn có thể duy trì hiệu suất ngay cả khi bị bẻ cong và chịu tỷ lệ kéo giãn 90%, vượt qua hơn 36.000 chu kỳ gập, uốn.

Kết quả, pin có thể ứng dụng cho thiết bị điện tử đeo trên người như đồng hồ thông minh, thiết bị y tế phục hồi chức năng cho người già và bệnh nhân cần hỗ trợ thể chất. Nó cũng phù hợp để cung cấp năng lượng cho những robot mềm giúp cứu hộ trong thảm họa. Robot mềm trang bị loại pin này có thể chui qua khe hẹp bị chướng ngại vật cản trở nhờ khả năng di chuyển linh hoạt và tự do thay đổi hình dạng.

Trong những nghiên cứu sau, nhóm chuyên gia hy vọng sẽ tăng dung lượng pin phù hợp với nhiệm vụ của các thiết bị khi làm việc trong các môi trường khắc nghiệt kéo dài và phát triển các robot mềm đa năng với cơ bắp nhân tạo...

 


  • 08/10/2021 11:22
  • Khắc Nam (Theo Newatlas - 9/2021)