【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，北京理工大學化學與化工學院趙揚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)。北京理工大學為第一通訊單位，北京理工大學趙揚教授為唯一通訊作者，化學與化工學院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研發(fā)計劃、國家自然科學基金、京津冀基礎研究合作專項等項目支持。
 

　　近年來，隨著微型機器人與半仿生系統(tǒng)的快速發(fā)展，微尺度能源供給問題逐漸成為制約其實際應用的核心瓶頸。尤其是在微小型昆蟲的負載條件下，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、反應動力學緩慢以及多碘離子穿梭效應嚴重等問題，難以同時滿足高性能與輕量化的嚴苛需求，限制了其在半仿生微型機器人等前沿領域中的應用潛力。
 

　　針對上述挑戰(zhàn)，研究團隊提出一種“應變錨定”電極結構設計策略，通過構建可自收縮的聚乙烯醇/碳納米管(PVA/CNTs)導電水凝膠框架，在體積壓縮過程中對CNTs施加內(nèi)應力，誘導其發(fā)生彎曲變形與晶格壓縮，從而調(diào)控碳材料的電子結構并增強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的能壘，加快反應動力學并抑制穿梭效應?；诖藰嫿ǖ匿\碘微電池在面積容量和能量密度方面實現(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)動集成藍牙模塊的半仿生蜜蜂機器人，為微型儲能器件與智能微系統(tǒng)的融合發(fā)展提供了新的技術路徑。
 

　　所構建的微型電源系統(tǒng)在超輕量條件下實現(xiàn)對半仿生昆蟲機器人的穩(wěn)定驅(qū)動與精準調(diào)控，為微型機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、自主運行的微型智能系統(tǒng)奠定了關鍵基礎。
 

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