Общ

Тези гъвкави батерии, работещи на солена вода, могат да помогнат за лечение на рак


Китайски изследователи разработиха два вида гъвкави батерии, които работят на физиологичен разтвор или разтвор на солена вода, вместо на литиево-йонни електролити. Този тип батерия е много търсена в областта на медицината, която също има потенциал за лечение на рак и други бактериални инфекции.

[Източник на изображението: iChEM]

Гъвкави батерии, захранвани от солена вода

Медицинските импланти и носими устройства традиционно използват обемисти и твърди литиево-йонни батерии за захранването им. Обемът на такива батерии може да се отдаде на допълнителни структурни поддържащи системи, които предпазват батериите от изтичане или изпускане на опасни вещества. Но всичко това може да се промени в не толкова далечното бъдеще, тъй като изследователи от Университета Фудан и Сътрудническия иновационен център по химия за енергийни материали в Китай са успели да създадат гъвкави батерии, които могат да работят върху „вдъхновени от тялото течности като нормален физиологичен разтвор разтвор и среда за клетъчна култура ". Просто казано, новопроектираните батерии се захранват от разтвор на солена вода, който е биологично съвместим.

[Източник на изображението: Chem]

Yonggang Wang, професор по химия от университета Fudan, обясни колко непрактични и опасни са традиционните батерии в областта на медицината.

"Настоящите батерии като литиево-йонните, използвани в медицински импланти, обикновено са в твърда форма. Освен това повечето от докладваните гъвкави батерии са базирани на запалими органични или корозивни електролити, които страдат от опасности за безопасността и лоша биосъвместимост за носимите устройства, камо ли пък имплантируеми ".

Екипът от изследователи, воден от Уанг и друг професор, Huisheng Peng, елиминира използването на токсични вещества в техните проектирани гъвкави батерии. Те замениха тези вредни електролити с биосъвместими вещества, които са идеални за имплантируеми устройства. Проектираните гъвкави батерии все още се очаква да изпускат електролити, но физическите последици не са толкова опасни, тъй като електролитните вещества се основават на нормален физиологичен разтвор и среда за клетъчна култура. Тези вещества съдържат биосъвместими химикали като аминокиселини, захари, витамини и натриеви йони.

От проучванията на екипа се появиха два вида гъвкави батерии. Едната е двумерна гъвкава батерия с форма на колан, където мрежа от стоманени нишки е поставена между тънки електродни филми. Другата гъвкава батерия, проектирана от екипа, е едномерно въглеродно нанотръбно влакно, което е покрито с наночастици от електроден материал.

[Източник на изображението: Chem]

Изследователите установяват, че въглеродните нанотръби, използвани в 1D батерията с влакна, могат бързо да насърчат превръщането на разтворения кислород в хидроксидни йони. Този процес сериозно влияе върху ефективността на батериите, но ако се разглежда като самостоятелен процес, процедурата за преобразуване може потенциално да лекува рак и бактериални инфекции.

„Можем да имплантираме тези електроди с форма на влакна в човешкото тяло, за да консумират основен кислород, особено в области, до които трудно може да се достигне инжекционно лекарство“, отбеляза Уанг. "Деоксигенирането може дори да унищожи раковите клетки или патогенните бактерии, тъй като те са много чувствителни към промените в рН на жизнената среда. Разбира се, това е хипотетично в момента, но се надяваме да проучим допълнително с биолози и медицински учени".

Други химични разтвори като натриев сулфат също са били използвани от изследователите, за да играят ролята на течни електролити в техните проектирани гъвкави батерии, предназначени за външно износени устройства. Експериментите на екипа както върху 2D, така и върху 1D гъвкавите батерии превъзхождат много от конвенционалните литиево-йонни батерии, използвани на носими устройства, по отношение на „капацитет за задържане на заряд“. Това отваря многобройни приложения в областта на медицинските носими и имплантиращи устройства, които екипът се надява да проучи.

Документът за това проучване е публикуван в Chem Journal чрез ScienceDirect.

Източници: Съвместен иновационен център по химия за енергийни материали, Химически и инженерни новини

ВИЖТЕ СЪЩО: Изследователите са разработили първия в света мобилен телефон без батерии


Гледай видеото: Single lever mixer repair (Юни 2021).