Вчені продовжують розвивати електроніку, яка може безпечно контролювати та лікувати наше здоров’я зсередини тіла. На жаль, живити ці мініатюрні медичні гаджети не завжди просто.
Тепер існує новий тип акумуляторної батареї, яка може допомогти в цьому відділі. Виготовлений із повністю їстівних речовин, він може безпечно розчинятися в шлунку, коли виконує все, що йому потрібно.
Прототип пристрою, описаний у новому дослідженні, працює при нешкідливій напрузі 0,65 вольт і забезпечує струм 48 мікроампер протягом 12 хвилин – у діапазоні, необхідному для живлення крихітної електроніки.
«Майбутнє потенційне використання варіюється від їстівних схем і датчиків, які можуть контролювати стан здоров’я, до живлення датчиків для моніторингу умов зберігання харчових продуктів», — каже старший автор Маріо Кайроні, дослідник молекулярної електроніки з Італійського технологічного інституту.
«Більше того, враховуючи рівень безпеки цих батарей, їх можна використовувати в дитячих іграшках, де існує високий ризик проковтування».
Виготовлений із різноманітного списку інгредієнтів, це перша функціональна акумуляторна батарея, яку можна подавати як закуску. Його компоненти включають вітамін рибофлавін для анода акумулятора (його «негативний» кінець) і добавку кверцетин як катод («позитивний» кінець). Електроліт (який генерує електричний заряд) виготовляється з розчину на водній основі, а сепаратор (який запобігає коротким замиканням) виготовляється з норі, морських водоростей, які можна знайти в суші-ресторанах.
Активоване вугілля, яке часто використовується для лікування отруєнь, включено для підвищення електропровідності, тоді як зовнішні контакти, які передають електроенергію на інший пристрій, виготовлені з бджолиного воску, з’єднаного з харчовим декоративним золотом.
Добре, ніхто не сказав, що це страва, гідна зірки Мішлена. Але те, що йому не вистачає в смаку, компенсується потенціалом.
Акумулятор зберігає свій заряд протягом десятків циклів, хоча для заряджання він повинен бути поза корпусом. Створений тут прототип має розмір приблизно квадратний сантиметр (0,155 квадратних дюймів), але команда вже працює над тим, щоб зробити його меншим.
«Насправді ми вже розробляємо пристрої з більшою ємністю та зменшуємо загальний розмір», — каже Кайроні. «Ці розробки будуть перевірені в майбутньому також для живлення їстівних м’яких роботів».
Якщо вам коли-небудь доводилося вставляти всередину камеру чи інший пристрій, ви знаєте, що ці сканування, незважаючи на те, що вони надзвичайно важливі для виявлення захворювань, не є найзручнішими. Це одна з областей, де ця їстівна батарея може допомогти.
Інший – у сфері моніторингу якості харчових продуктів: пристрої можна використовувати для перевірки безпечності харчових продуктів і відповідності необхідним стандартам, поки вони фактично знаходяться в кишечнику, перш ніж пристрій для моніторингу перетравлюється разом з їжею.
Все це ще далеко, але дослідники, які стоять за прототипом, сподіваються, що їхня робота призведе до подальших розробок у цій галузі, наприклад, із використанням більших акумуляторів для зберігання енергії та електромобілів.
«Хоча наші їстівні батареї не будуть живити електромобілі, вони є доказом того, що батареї можуть бути виготовлені з безпечніших матеріалів, ніж поточні літій-іонні батареї», — каже один із співавторів дослідження Іван Іліч, науковець із сталого зберігання енергії з Італійського інституту. технології.
«Ми віримо, що вони надихнуть інших вчених на створення безпечніших батарей для справді сталого майбутнього».
Дослідження вперше опубліковано в Advanced Materials.
