【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，北京理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院趙揚(yáng)教授在國際頂級期刊《Advanced Functional Materials》上發(fā)表題目為“A Strain-Anchoring Iodine Strategy Enables High-Performance Zinc-Iodine Microbatteries for Semi-Bionic Micro-Robots”的研究論文(DOI: 10.1002/adfm.76381)。北京理工大學(xué)為第一通訊單位，北京理工大學(xué)趙揚(yáng)教授為唯一通訊作者，化學(xué)與化工學(xué)院22級博士研究生吳文鵬與25級博士研究生梁宸為論文共同第一作者。本研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、京津冀基礎(chǔ)研究合作專項(xiàng)等項(xiàng)目支持。
 

　　近年來，隨著微型機(jī)器人與半仿生系統(tǒng)的快速發(fā)展，微尺度能源供給問題逐漸成為制約其實(shí)際應(yīng)用的核心瓶頸。尤其是在微小型昆蟲的負(fù)載條件下，電源不僅需要具備高能量密度和穩(wěn)定輸出能力，還必須兼顧極低重量與高度集成性。然而，現(xiàn)有微型鋅碘電池體系在有限空間內(nèi)普遍面臨活性物質(zhì)利用率低、反應(yīng)動力學(xué)緩慢以及多碘離子穿梭效應(yīng)嚴(yán)重等問題，難以同時(shí)滿足高性能與輕量化的嚴(yán)苛需求，限制了其在半仿生微型機(jī)器人等前沿領(lǐng)域中的應(yīng)用潛力。
 

　　針對上述挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)提出一種“應(yīng)變錨定”電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略，通過構(gòu)建可自收縮的聚乙烯醇/碳納米管(PVA/CNTs)導(dǎo)電水凝膠框架，在體積壓縮過程中對CNTs施加內(nèi)應(yīng)力，誘導(dǎo)其發(fā)生彎曲變形與晶格壓縮，從而調(diào)控碳材料的電子結(jié)構(gòu)并增強(qiáng)其對多碘物種的吸附能力。該策略不僅顯著提升了電極的電化學(xué)活性表面積和多碘離子錨定能力，還有效降低了碘氧化還原反應(yīng)的能壘，加快反應(yīng)動力學(xué)并抑制穿梭效應(yīng)?；诖藰?gòu)建的鋅碘微電池在面積容量和能量密度方面實(shí)現(xiàn)顯著突破，并在僅約56 mg的超輕量條件下輸出穩(wěn)定電壓和毫安級電流，成功驅(qū)動集成藍(lán)牙模塊的半仿生蜜蜂機(jī)器人，為微型儲能器件與智能微系統(tǒng)的融合發(fā)展提供了新的技術(shù)路徑。
 

　　所構(gòu)建的微型電源系統(tǒng)在超輕量條件下實(shí)現(xiàn)對半仿生昆蟲機(jī)器人的穩(wěn)定驅(qū)動與精準(zhǔn)調(diào)控，為微型機(jī)器人及生物融合系統(tǒng)的高效供能提供了新范式，并為未來高度集成、自主運(yùn)行的微型智能系統(tǒng)奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。
 

　　引用：北理工課題組在高性能鋅碘微電池驅(qū)動半仿生微型機(jī)器人研究方面取得進(jìn)展 北京理工大學(xué) 【引用時(shí)間：2026年6月9日】