Biosuperkondensator, który bazuje na jonach z ludzkiego organizmu

| Medycyna
Islam Mosa/University of Connecticut and Maher El-Kady/UCLA

Amerykańscy naukowcy zaprojektowali bioprzyjazny system magazynowania energii (nazywany biologicznym superkondensatorem), którego działanie bazuje na jonach z ludzkiego organizmu. Urządzenie jest nieszkodliwe dla człowieka i może wspomóc opracowanie dłużej działających rozruszników oraz innych implantów medycznych.

Rozruszniki oraz inne implantowalne urządzenia medyczne są zasilane bateriami. Po jakimś czasie trzeba je wymieniać, co wymaga kolejnej operacji (to z kolei oznacza ryzyko zakażenia). Poza tym baterie zawierają toksyczne materiały, które jeśli wyciekną, mogą zaszkodzić pacjentowi.

Zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles i Uniwersytetu Connecticut wpadł na pomysł magazynowania energii bez baterii. Zaproponowany superkondensator ładuje się dzięki elektrolitom z płynów ustrojowych, np. moczu i surowicy. Superkondensator może także współpracować z tzw. energy harvesterem, który przekształca energię z ciepła i ruchu wewnątrz organizmu w energię elektryczną (na podobnej zasadzie działają samonakręcające się podczas noszenia zegarki).

Współczesne rozruszniki mają ok. 6-8 mm grubości i średnicę 50-centówki. Mniej więcej połowę tej przestrzeni zajmuje bateria. Nowy superkondensator ma zaś tylko 1 mikrometr grubości. Wyginanie w ciele nie będzie powodować jego uszkodzeń mechanicznych. Co ważne, magazynuje on więcej energii niż baterie jonowe podobnej wielkości z dzisiejszych rozruszników.

Biosuperkondensator składa się z arkuszy zredukowanego tlenku grafenu 2D, poprzetykanych warstwami zmodyfikowanych ssaczych białek.

By móc skutecznie działać, rozruszniki bez baterii muszą być wyposażone w superkondensatory, który wychwytują, przechowują i transportują energię. Komercyjne superkondensatory są zbyt wolne do tego celu. Nasze badanie koncentrowało się [więc] na zaprojektowaniu czegoś, co równolegle spełniałoby 2 kryteria: potrafiło efektywnie wychwytywać energię i było kompatybilne z naszym ciałem - podsumowuje dr Maher El-Kady.

superkondensator bateria rozrusznik magazynowanie energii energy harvester jony elektrolity płyny ustrojowe Maher El-Kady