Nhóm kỹ sư tại Viện Máy móc và Vật liệu Hàn Quốc (KIMM) vừa phát triển thành công mẫu pin với khả năng uốn cong và giãn ra giống hoạt động của loài rắn. Loại pin này có tiềm năng ứng dụng cho thiết bị điện tử đeo trên người và các robot mềm dùng trong quản lý thảm họa.

Các nhà khoa học đã xây dựng cấu trúc pin dựa trên những đặc điểm của loài rắn (cụ thể là từ vảy rắn). Vảy rắn cứng nhưng có thể xếp lại với nhau để bảo vệ con vật khỏi tác động từ bên ngoài, đồng thời sở hữu những đặc điểm cho phép chúng có độ co giãn cao và khả năng di chuyển linh hoạt.

Mẫu pin mới chuyển động linh hoạt nhờ liên kết nhiều viên pin cứng với cấu trúc giống như vảy rắn. Cụ thể, nó cấu tạo từ những viên pin nhỏ hình lục giác, nối với nhau bằng bản lề làm từ polymer và đồng để gấp lại hay mở ra. "Nghiên cứu này giới thiệu cấu trúc mới gồm các đơn vị riêng lẻ, xếp chồng lên nhau tương tự vảy rắn, có thể sử dụng để chế tạo pin biến hình dành cho robot mềm không dây", nhóm nhà khoa học cho biết.

Loại pin trông giống như vảy rắn do Viện Máy móc và Vật liệu Hàn Quốc chế tạo. Ảnh: KIMM

Để giảm thiểu sự biến dạng, nhóm chuyên gia tối ưu hóa thiết kế của những viên pin nhỏ giống vảy. Họ cho biết, việc thiết kế hình dạng viên pin nhỏ và các bộ phận liên kết đóng vai trò rất quan trọng. 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 cho viên pin cứng.

Mẫu pin mới 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 và phát triển các robot mềm đa năng với cơ bắp nhân tạo. Loại pin mới có thể chế tạo bằng cách cắt và gấp điện cực theo quy trình sản xuất lấy cảm hứng từ origami. Vì vậy, họ tin rằng thiết kế hiện tại cũng phù hợp để sản xuất hàng loạt.