Revolutionära flexibla "gelébatterier" inspireras av elektriska ålar och kan förbättra bioelektronik.

StockholmForskare vid University of Cambridge har tagit fram en ny sorts batteri. Det är mjukt, töjbart och liknar gelé. Batteriet är avsett för bärbara enheter, mjuka robotar och kanske till och med hjärnimplantat. Dessa nya batterier kan öppna för många nya möjligheter.

Här är viktiga egenskaper hos gelbatterierna:

• Mjuka och töjbara
• Självläkande
• Baseras på hydrogel
• Hög ledningsförmåga
• Biokompatibla

Gelébatterierna består av hydrogeler. Hydrogeler är nätverk av polymerer som innehåller mer än 60% vatten. Forskarna använde hydrogeler eftersom de möjliggör kontroll över mekaniska egenskaper och är bra alternativ för mjuk robotik och bioelektronik.

Att kombinera ledningsförmåga och töjbarhet är ett stort framsteg. Vanligtvis minskar en materials ledningsförmåga när det sträcks ut. Dessa gelébatterier kan dock sträckas över tio gånger sin ursprungliga längd utan att förlora sin ledningsförmåga. Denna flexibilitet är viktig för användning i mjuka enheter.

Forskargruppen använde polymerer med laddade joner istället för neutrala, vilket gjorde hydrogelerna ledande. Genom att ändra saltkomponenten kunde de få gelerna att fästa vid varandra, vilket gjorde det möjligt att skapa större energipotentialer.

Läs också:

Idag · 20:14

Växter som biofabriker för träningsnäring: ny forskning

Hydrogelerna fäster ordentligt vid varandra tack vare bindningar som lätt kan bildas och brytas. Dessa bindningar hjälper till att hålla lagren samman när de sträcks. Den starka sammanhållningen bidrar till att bevara ledningsförmågan även under påfrestning.

Gelébatterier är mycket användbara för medicinska ändamål. De kan enkelt integreras i mänsklig vävnad och risken för avstötning eller ärrbildning är mindre. Professor Oren Scherman, ledare för Melville Laboratory för polymersyntes, säger att hydrogelimplantat skulle vara mjukare och mindre störande än hårda metalldelar.

Hydrogelerna är starka och tål tryck utan att ändra form permanent. Om de skadas kan de reparera sig själva. I framtiden kommer tester att utföras på dessa hydrogeler i levande organismer för att undersöka deras användbarhet för medicinska ändamål.

Forskarens arbete stöddes av Europeiska forskningsrådet och Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), som är en del av UK Research and Innovation (UKRI).

Denna utveckling kan medföra stora förändringar. Apparater kan bli mer flexibla och bekväma, särskilt inom medicinsk användning. En stor fördel är att den kombinerar ledningsförmåga och mjukhet, vilket är viktigt för ny bioelektronik och mjuka robotar. Detta är ett stort framsteg med många möjliga nya användningsområden inom kort.