전기뱀장어에서 영감을 받은 혁신적인 '젤리 배터리', 생체 전자공학 발전 가능성 열다

Seoul케임브리지 대학교 연구진이 새로운 종류의 배터리를 개발했습니다. 이 배터리는 부드럽고, 신축성이 있으며 젤리와 같은 특성을 가지고 있습니다. 이 배터리는 착용형 장치, 소프트 로봇, 그리고 뇌에 이식 가능한 기기에서 사용될 수 있습니다. 이러한 새로운 배터리는 많은 신기술의 가능성을 열어줄 수 있습니다.

젤리 배터리의 주요 특징은 다음과 같습니다:

• 부드럽고 신축성이 있음
• 자가 치유 가능
• 하이드로젤 기반
• 우수한 전도성
• 생체 적합성

젤리 배터리는 하이드로겔로 만들어졌습니다. 하이드로겔은 60% 이상의 물을 함유한 폴리머 네트워크입니다. 연구진은 기계적 특성을 조절할 수 있고, 소프트 로보틱스와 바이오 일렉트로닉스에 적합하기 때문에 하이드로겔을 사용했습니다.

전도성과 신축성을 결합하는 것은 큰 발전입니다. 일반적으로 재료가 늘어나면 전도성이 감소합니다. 그러나 이 젤리 배터리는 원래 길이의 10배 이상 늘어나도 전도성을 잃지 않습니다. 이러한 유연성은 소프트 장치에서의 사용에 매우 중요합니다.

연구팀은 중성 이온 대신에 전하를 띤 이온이 포함된 폴리머를 사용하여 하이드로겔을 전도성으로 만들었습니다. 또한 염의 성분을 바꾸어 겔들이 서로 붙을 수 있게 하여 더 큰 에너지 잠재력을 생성했습니다.

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하이드로겔은 쉽게 형성되고 끊어질 수 있는 결합 덕분에 서로 단단히 부착됩니다. 이러한 결합은 늘어날 때도 층들이 함께 유지되도록 도와줍니다. 이 강한 부착력 덕분에 스트레스를 받을 때도 전도성이 유지됩니다.

젤리 배터리는 의료 목적에 매우 유용합니다. 이는 인체 조직에 쉽게 맞출 수 있으며, 거부 반응이나 흉터를 일으킬 가능성이 적습니다. 멜빌 고분자 합성 연구소의 책임자인 오렌 셰르만 교수는 하이드로겔 이식물이 딱딱한 금속 부품보다 부드럽고 덜 불편할 것이라고 말합니다.

이 하이드로겔은 강력하며, 압력을 받아도 영구적으로 형태가 변하지 않습니다. 손상되더라도 스스로 복구할 수 있습니다. 미래에는 이 하이드로겔이 생체 내에서 의료 목적으로 유용한지 테스트가 진행될 예정입니다.

연구자들의 연구는 유럽연구위원회와 영국 연구혁신의 일부인 공학 및 물리과학 연구위원회(EPSRC)의 지원을 받았습니다.

이 발전은 큰 변화를 가져올 수 있습니다. 특히 의료용 기기에 있어 기기가 더욱 유연하고 편안해질 가능성이 있습니다. 주요 장점은 전도성과 부드러움을 결합한 것으로, 이는 새로운 바이오 전자기기와 부드러운 로봇에 중요합니다. 이는 많은 새로운 활용 가능성을 가진 큰 진전입니다.