Revolutionaire 'jelly-batterijen' geïnspireerd door elektrische palingen voor draagbare apparaten en implantaten

AmsterdamOnderzoekers van de Universiteit van Cambridge hebben een nieuwe soort batterij ontwikkeld. Deze batterij is zacht, rekbaar en lijkt op gelei. Ze is bedoeld voor draagbare apparaten, zachte robots en mogelijk zelfs hersenimplantaten. Deze nieuwe batterijen kunnen tal van nieuwe mogelijkheden bieden.

Belangrijke kenmerken van de jelly-batterijen:

• Zacht en rekbaar
• Gebaseerd op hydrogel
Hoog geleidingsvermogen
• Biocompatibel/li>

De jelly-batterijen zijn vervaardigd uit hydrogels. Dit zijn netwerken van polymeren die voor meer dan 60% uit water bestaan. De onderzoekers kozen voor hydrogels omdat ze controle over de mechanische eigenschappen mogelijk maken en uitstekende opties zijn voor zachte robotica en bio-elektronica.

Het combineren van geleidbaarheid en rekbaarheid is een belangrijke vooruitgang. Normaal verliest een materiaal zijn geleidbaarheid wanneer het wordt uitgerekt. Maar deze jelly-batterijen kunnen meer dan tien keer hun oorspronkelijke lengte uitrekken zonder hun geleidbaarheid te verliezen. Deze flexibiliteit is cruciaal voor toepassingen in zachte apparaten.

Het onderzoeksteam gebruikte polymeren met geladen ionen in plaats van neutrale, waardoor de hydrogels geleidend werden. Door de zoutcomponent te wijzigen, konden ze de gels aan elkaar laten kleven, wat hen in staat stelde om grotere energiekracht op te wekken.

Lees ook:

Vandaag · 15:59

Hoe politieke voorkeuren onze chocoladekeuze beïnvloeden: de zoete afstand tussen meningen

De hydrogels hechten stevig aan elkaar door bindingen die snel gevormd en verbroken kunnen worden. Deze bindingen zorgen ervoor dat de lagen ook bij uitrekking aan elkaar blijven zitten. Dit sterke verband helpt om de geleiding te behouden, zelfs onder spanning.

Jelly-batterijen zijn zeer nuttig voor medische toepassingen. Ze passen gemakkelijk in menselijk weefsel en worden minder snel afgekeurd of veroorzaken littekens. Professor Oren Scherman, leider van het Melville Laboratorium voor Polymeer Synthese, stelt dat hydrogels implantaten zachter en minder hinderlijk zouden zijn dan harde metalen onderdelen.

De hydrogels zijn sterk en kunnen druk weerstaan zonder blijvend van vorm te veranderen. Indien ze beschadigd raken, kunnen ze zichzelf herstellen. In de toekomst zullen tests op deze hydrogels worden uitgevoerd in levende organismen om te zien of ze nuttig zijn voor medische toepassingen.

Het onderzoek werd mogelijk gemaakt door de Europese Onderzoeksraad en de Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), onderdeel van UK Research and Innovation (UKRI).

Deze ontwikkeling kan grote veranderingen teweegbrengen. Apparaten worden mogelijk flexibeler en comfortabeler, met name voor medisch gebruik. Een belangrijk voordeel is dat het geleidend en zacht is, wat essentieel is voor nieuwe bio-elektronica en zachte robots. Dit is een grote vooruitgang met vele mogelijke nieuwe toepassingen in de nabije toekomst.