Innowacyjne "baterie żelowe" inspirowane węgorzami elektrycznymi mogą zrewolucjonizować bioelektronikę.

WarsawNaukowcy z Uniwersytetu w Cambridge opracowali nowy rodzaj baterii. Jest miękka, rozciągliwa i przypomina galaretkę. Ta bateria została zaprojektowana z myślą o urządzeniach noszonych na ciele, miękkich robotach, a być może nawet implantach mózgu. Te nowe baterie mogą otworzyć wiele nowych możliwości.

Oto kluczowe cechy baterii żelowych:

• Miękkie i elastyczne
• Zdolne do samonaprawy
• Oparte na hydrożelu
• Wysoka przewodność
• Biokompatybilne

Baterie żelowe są wykonane z hydrożeli. Hydrożele to sieci polimerów, które zawierają ponad 60% wody. Naukowcy wybrali hydrożele, ponieważ umożliwiają one kontrolę nad właściwościami mechanicznymi i stanowią dobre rozwiązanie dla robotyki miękkiej oraz bioelektroniki.

Połączenie przewodnictwa i rozciągliwości stanowi istotny postęp technologiczny. Zazwyczaj materiał traci część swojej przewodności po rozciągnięciu. Jednak te żelowe baterie potrafią rozciągać się ponad dziesięciokrotnie względem swojej pierwotnej długości, nie tracąc przewodności. Ta elastyczność jest kluczowa dla zastosowań w miękkich urządzeniach.

Zespół badawczy zastosował polimery z naładowanymi jonami zamiast neutralnych, co sprawiło, że hydrogele stały się przewodzące. Poprzez zmianę komponentu soli udało im się sprawić, że żele przylegały do siebie, co pozwoliło im tworzyć większe potencjały energetyczne.

Zobacz również:

Dzisiaj · 15:59

Jak polityka wpływa na nasze wybory smakowe: podziały polityczne w świecie czekolady

Hydrożele mocno się ze sobą wiążą dzięki wiązaniom, które mogą się łatwo tworzyć i rozrywać. Te wiązania pomagają utrzymać warstwy razem podczas rozciągania. Ta silna przyczepność pomaga utrzymać przewodność nawet pod wpływem naprężeń.

Baterie żelowe są niezwykle przydatne w medycynie. Mogą łatwo dopasować się do ludzkich tkanek i mają mniejsze ryzyko odrzucenia lub powodowania blizn. Profesor Oren Scherman, kierownik Laboratorium Syntezy Polimerów Melville'a, twierdzi, że implanty hydrożelowe byłyby bardziej miękkie i mniej uciążliwe niż twarde metalowe elementy.

Hydrożele są wytrzymałe i potrafią wytrzymać nacisk bez trwałej zmiany kształtu. Jeśli zostaną uszkodzone, mogą się samodzielnie naprawić. Planowane są przyszłe testy tych hydrożeli na organizmach żywych, aby sprawdzić ich przydatność w celach medycznych.

Praca badaczy była wspierana przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych oraz przez Radę ds. Badań Inżynierii i Nauk Fizycznych (EPSRC), która jest częścią brytyjskiej organizacji UK Research and Innovation (UKRI).

Ten rozwój może przynieść znaczące zmiany. Urządzenia mogą stać się bardziej elastyczne i wygodne, zwłaszcza w zastosowaniach medycznych. Kluczową zaletą jest połączenie przewodnictwa i miękkości, co jest istotne dla nowoczesnej bioelektroniki i miękkich robotów. To duży krok naprzód, z wieloma potencjalnymi nowymi zastosowaniami w najbliższej przyszłości.