O echipă de cercetători de la Universitatea Binghamton (SUA) a realizat o baterie biodegradabilă alimentată cu probiotice, microorganisme vii utilizate frecvent în produse alimentare și suplimente pentru sănătate.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Bateria poate furniza energie electrică timp de până la 100 de minute, după care se dizolvă complet fără a lăsa în urmă reziduuri toxice.
Conform InterestingEngineering, dispozitivul face parte din domeniul așa-numitei „electronici tranzitorii” și ar putea fi utilizat în aplicații biomedicale sau de mediu, unde este esențial ca materialele să fie complet sigure pentru organism sau natură.
„Electronica tranzitorie poate fi utilizată pentru aplicații biomedicale și de mediu, dar trebuie să se dezintegreze într-un mod biosigur. Nu vrei să ai reziduuri toxice în corpul tău. Acest tip de dispozitiv este numit electronică bioresorbabilă”, a declarat profesorul Seokheun Choi, coordonatorul echipei de cercetare din cadrul Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science.
Dispozitivul este fabricat pe hârtie solubilă în apă sau pe suporturi sensibile la pH și este alimentat de un amestec de 15 tulpini comerciale de probiotice. Potrivit studiului, durata de funcționare poate fi reglată între 4 și peste 100 de minute prin modificarea lungimii bateriei sau prin utilizarea unor capsule polimerice sensibile la pH. O singură celulă generează 4 µW de putere, 47 µA de curent și o tensiune de 0,65 V în circuit deschis.
„Această baterie biologică capitalizează pe capacitatea unor bacterii cunoscute de a produce electricitate, care sunt încadrate în nivelul de biosiguranță 1, adică sunt sigure pentru utilizare și pentru mediu”, a explicat Choi. Cercetătorii au subliniat că, în loc să existe îngrijorări privind siguranța, bateria eliberează în mediu doar microorganisme benefice.
Proiectul se bazează pe peste două decenii de cercetare în domeniul „papertronicii” – electronica bazată pe suporturi de hârtie – desfășurată la Binghamton. Versiunea inițială a unei celule microbiene dizolvabile a fost dezvoltată în laboratorul profesorului Choi de către Maedeh Mohammadifar, doctorandă la acea vreme.
Echipa a îmbunătățit performanța dispozitivului prin tratarea suprafeței electrodului cu un polimer special și nanoparticule, pentru a crea condiții optime de atașare și dezvoltare a bacteriilor. Măsurătorile de voltametrie ciclică au evidențiat prezența unor vârfuri redox distincte, dovadă a transferului de electroni între bacterii și electrod.
Cercetătorii au făcut referire și la filmele din seria Mission: Impossible, în care dispozitivele de comunicare se autodistrug după câteva secunde, subliniind că realizarea unor sisteme electronice complet dizolvabile este o provocare reală, în special din cauza dificultății de a obține surse de energie care să fie biodegradabile și sigure.
Acest nou tip de baterie ar putea deschide calea pentru aplicații inovatoare precum implanturi temporare care se dizolvă în organism după utilizare, senzori de mediu care dispar fără a polua și dispozitive electronice de unică folosință care nu generează deșeuri. Potrivit autorilor studiului, designul propus „marchează începutul unei noi ere în domeniul sistemelor bioenergetice tranzitorii, sigure și eficiente”.
