پژوهشگران دانشگاه آکسفورد یک باتری لیتیوم-یونی کوچک و منعطف برای کاربردهای زیست پزشکی مانند تنظیم ضربان قلب توسعه دادهاند. این باتری که از قطرات هیدروژل زیست سازگار ساخته شده است، با نور فعال میشود، قابل شارژ و زیست تجزیهپذیر است.
تیم تحقیقاتی مدعی است که این باتری کوچک تواناییهای کلیدی برای کاربردهای گوناگون زیستپزشکی از جمله تامین انرژی برای رهایش دارو و انتقال انرژی برای میکروباتها ارائه میدهد. توسعه دستگاههای هوشمند کوچک، که اغلب از چند میلیمتر مکعب کوچکتر هستند، به منابع انرژی به همان اندازه کوچک نیاز دارد. برای دستگاههای زیستپزشکی که مستقیماً با بافتهای زیستی تعامل دارند، این منابع انرژی باید از مواد انعطاف پذیر ساخته شوند تا کاربرد ایمن و کمتهاجمی را تضمین کنند.
در حالت ایدهآل، این باتریها باید ویژگیهای خاصی مانند ظرفیت بالا، زیستسازگاری، زیستتجزیهپذیری و فعالسازی قابلتحریک داشته باشند. همچنین باید قابلیت کنترل از راه دور برای بهبود عملکرد و سازگاری آنها در محیطهای پیچیده را داشته باشند. این باتری لیتیوم-یونی کوچک و انعطافپذیر با استفاده از قطرات هیدروژل زیستسازگار ساختهاند.
این باتری از سه قطره میکروسکوپی، هر کدام با حجم ۱۰ نانولیتر تشکیل شده است که با کمک مولکولهای سورفکتانت (ترکیباتی شبیه به صابون) به هم پیوند میدهد.
دو قطره از این قطرات حاوی یونهای لیتیوم هستند که برای تولید انرژی با هم تعامل میکنند. الکترودهای این باتری از جنس ترکیبات اکسید لیتیوم- منگنز و اکسید لیتیوم-تیتانیوم تشکیل شده است.
به گفته تیم تحقیقاتی، این طراحی نوآورانه چالشهای کلیدی تامین انرژی برای دستگاههای زیست پزشکی را برطرف میکند و یک راهحل زیستسازگار و کارآمد ارائه میدهد. باتری مبتنی بر هیدروژل یک منبع انرژی امیدوارکننده برای دستگاههای کوچک است که به صورت ایمن با بافتهای زیستی تعامل میکنند. این باتری حرکت مولکولهای باردار بین سلولهای مصنوعی را تامین کرده و کنترل ضربان قلب موشها را در طول آزمونهای آزمایشگاهی بر عهده داشته است. با افزودن ذرات مغناطیسی، این باتری میتواند به عنوان یک حامل انرژی متحرک نیز عمل کند. به گفته تیم تحقیقاتی، درمانهای قلبی اولیهای که در مدلهای حیوانی انجام شده، پتانسیل آن را به عنوان یک راهحل بیسیم و زیست تجزیهپذیر امیدوارکننده برای مدیریت بینظمیهای ضربان قلب نشان داده است، که یکی از علل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان است.
برای ارجاع به منبع کلیک نمایید.
بیشتر بخوانید:
