Kapljične baterije za biointegrirane uređaje

Istraživači sa Sveučilišta u Oxfordu napravili su značajan korak prema realizaciji minijaturnih, mekih baterija za korištenje u raznim biomedicinskim primjenama, uključujući defibrilaciju i pejsing srčanog tkiva.

Razvoj sićušnih pametnih uređaja, manjih od nekoliko kubičnih milimetara, zahtijeva jednako male izvore energije. Za minimalno invazivne biomedicinske uređaje koji su u interakciji s biološkim tkivima, ti izvori energije moraju biti izrađeni od mekanih materijala. U idealnom slučaju, oni bi također trebali imati značajke kao što su veliki kapacitet, biokompatibilnost i biorazgradivost i mogućnost daljinskog upravljanja. Do danas nije postojala nijedna baterija koja može ispuniti sve ove zahtjeve odjednom.

Kako bi odgovorili na te zahtjeve, istraživači s Odjela za kemiju i Odjela za farmakologiju Sveučilišta u Oxfordu razvili su minijaturnu, meku litij-ionsku bateriju izrađenu od biokompatibilnih kapljica hidrogela. Sastavljanje podržano površinski aktivnim tvarima, koristi se za spajanje triju mikrorazmjernih kapljica od 10 nanolitara. Različite litij-ionske čestice koje se nalaze na svakom od dva kraja zatim generiraju izlaznu energiju.

'Naša kapljična baterija aktivira se svjetlom, može se puniti i biorazgradiva je nakon upotrebe. Do danas, to je najmanja hidrogelna litij-ionska baterija na svijetu i ima superiornu gustoću energije', rekla je dr. Yujia Zhang, glavna istraživačica studije i docentica na École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). 'Koristili smo kapljičnu bateriju za pokretanje kretanja nabijenih molekula između sintetičkih stanica i za kontrolu otkucaja i defibrilacije mišjih srca. Uključivanjem magnetskih čestica za kontrolu kretanja, baterija također može funkcionirati kao mobilni prijenosnik energije.'

Profesor Hagan Bayley, voditelj istraživačke grupe rekao je: 'Mala mekana litij-ionska baterija najsofisticiranija je u nizu mikrorazmjernih sklopova napajanja koje je razvila dr. Zhang i ukazuje na fantastičnu budućnost za biokompatibilne elektroničke uređaje koji mogu raditi u fiziološkim uvjetima.'

Istraživači predviđaju da će sićušna svestrana baterija, otvoriti nove mogućnosti u raznim područjima uključujući kliničku medicinu.

Istraživanje objavljeno u časopisu Nature Chemical Engineering možete pronaći na ovoj poveznici.