به گزارش تابش کوثر، پژوهشگران دانشگاه بینگهامتون به سرپرستی «چوی» در کالج مهندسی توماس جی. واتسون، موفق به توسعه نوعی باتری زیستی حل‌شونده شده‌اند که با استفاده از پروبیوتیک‌های رایج در ماست و مکمل‌های بهداشتی، تا بیش از ۱۰۰ دقیقه برق تولید می‌کند و سپس به‌طور کامل در محیط حل می‌شود.
«مائده محمدی‌فر»، دانش‌آموخته دکترای سال ۲۰۲۰ و عضو سابق آزمایشگاه سیستم‌های میکروالکترونیک زیستی در این دانشگاه، پایه‌گذار اصلی سلول سوختی میکروبی حل‌شونده در این طرح بوده است. «مریم رضایی» نیز از دیگر اعضای ایرانی این تیم تحقیقاتی است.
چوی در این باره اعلام کرد: «الکترونیک موقتی می‌تواند در کاربردهای زیست‌پزشکی و محیط‌زیستی استفاده شود، اما باید به‌صورت زیست‌سازگار و بدون باقی‌ماندن مواد سمی تجزیه شود. این نوع دستگاه‌ها به عنوان الکترونیک زیست‌قابل‌جذب شناخته می‌شوند و بزرگ‌ترین چالش آن‌ها منبع تغذیه است.»
وی تأکید کرد: «اکثر منابع تغذیه مانند باتری‌های لیتیوم-یون حاوی مواد سمی هستند. اما این باتری از پروبیوتیک‌های سطح ایمنی ۱ استفاده می‌کند و در طبیعت بی‌خطر است.»
در این پژوهش که در مجله Small منتشر شده، باتری روی کاغذ محلول در آب ساخته شده و از ترکیب ۱۵ نوع پروبیوتیک بهره می‌برد. با استفاده از پوشش‌های حساس به pH یا تنظیم طول دستگاه، می‌توان زمان تولید انرژی را از ۴ تا بیش از ۱۰۰ دقیقه تنظیم کرد. هر ماژول باتری، ۴ میکرووات توان، ۴۷ میکروآمپر جریان و ۰.۶۵ ولت اختلاف پتانسیل تولید می‌کند.
پژوهشگران با بهینه‌سازی سطح الکترود و استفاده از پلیمرها و نانوذرات، شرایط ایده‌آلی برای فعالیت باکتری‌های الکتریسیته‌ساز فراهم کردند. نتایج ولتامتری چرخه‌ای نشان داد که الکترون‌ها به‌طور مؤثری از طریق این الکترودها منتقل می‌شوند.
این طراحی نوآورانه می‌تواند راه را برای تولید ایمپلنت‌های زیستی، حسگرهای محیط‌زیستی و وسایل الکترونیکی یک‌بارمصرف کاملاً ایمن و تجزیه‌پذیر هموار کند.
چوی گفت: «الکترونیک موقتی مانند آنچه در فیلمهای «ماموریت غیرممکن» دیده‌ایم که پس از چند ثانیه نابود می‌شوند، دیگر صرفاً ویژه فیلمهای سینمایی نیستند. اما ساخت چنین وسایلی، به‌ویژه باتری آن‌ها، بسیار دشوار بوده است.»
م/۱۱۰*
نظر شما