باتری‌های کاشتنی در بدن

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ScienceAlert، دانشمندان باتری باریک و قابل انعطافی تولید کرده‌اند که مواد شیمیایی خطرناک را نابود می‌کند و آنها را با مایعات سازگار از نظر بیولوژی جایگزین می‌کند.

این باتری‌های خم‌شونده از مایعات سدیمی که نوعی محلول نمکی و نیز سایر کشت‌های سلولی هستند، استفاده می‌کنند. این ابداع چگونگی تأمین انرژی وسایل پوشیدنی و حتی کاشت‌های پزشکی را تغییر می‌دهد.

باتری‌های معمول مانند باتری‌های لیتیومی که در ایمپلنت‌های پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، به طور کلی، به شکل سخت تولید می‌شوند. بیشتر باتری‌های قابل انعطاف بر پایه الکترولیت‌های اورگانیک قابل اشتعال و خورنده تشکیل می‌شوند که خطرات ایمنی و سازگاری ضعیف به لحاظ زیستی را برای کاربرد در دستگاه‌های پوشیدنی متحمل می‌شوند.

تقاضا برای داشتن دستگاه‌های قابل کاشت پوشیدنی مانند دستبند، حسگرهای پوشیدنی و قرص‌های الکترونیکی باعث شده است تا دانشمندان بتوانند با تلاش‌های بیشتری نیروی باتری‌های مینیاتوری را تأمین کنند.

نشت مواد اسیدی داخل باتری‌ها از جمله معضلات استفاده از باتری‌های قدیمی استفاده شده در تجهیزات الکترونیکی است. باتری‌های مینیاتوری از این قبیل مواد شیمیایی مورد نیاز در تقویت مهم ساختاری برای اطمینان از عدم نشت مواد داخل باتری استفاده می‌کنند.

این گروه تحقیقاتی، از مواد شیمیایی خورنده به جای مایعات سدیمی بهره‌مند شدند که کاملا سازگار با محیط زیست هستند. آنها به عنوان یک راه حل، از محلول نمکی نرمال و یک محیط کشت سلولی دیگر حاوی اسیدهای آمینه، مواد قندی و ویتامین‌ها استفاده کردند. این مایع، نقش سلول‌های اطراف مایع را در بدن انسان ایفا می‌کند.

این مایعات خطری برای اندام‌های داخلی بدن به دنبال ندارند و خطر نشت الکترولیت‌ها را به حداقل می‌رساند. محققان دو نوع از این باتری تولید کردند. در نوع اول، از غشاهای نازک مواد الکترودی استفاده می‌شود که به شبکه‌ای ساخته شده از نوارهای فولادی می‌چسبد و کمربند دوبعدی صافی را ایجاد می‌کند. محققان در نوع دوم، از فیبر نانولوله کربنی بافته‌شده اصلی با مواد الکترود نانوذرات جاسازی شده استفاده کردند.

هر دو نوع این باتری‌ها کار باتری‌های لیتیومی در وسایل الکترونیکی پوشیدنی را مانند شارژی که نگه می‌دارند و بازده خروجی انرژی، انجام می‌دادند. این دو مورد، از مهم‌ترین فاکتورهای تعیین‌کننده یک باتری موفق است.

محققان هنگام آزمایش متوجه شدند که نانولوله‌های کربنی تبدیل اکسیژن حل شده را به یون‌های هیدروکسید تسریع می‌کردند. این فرآیندی بود که اثربخشی باتری را نابودی می‌کرد. از این روش می‌توان به عنوان راهکاری برای درمان سرطان استفاده کرد به طوری که محققان این الکترودهای فیبری را به منظور مصرف اکسیژن مورد نیاز داخل بدن انسان به ویژه نقاطی که برای تزریق دارو دشوار هستند، جاسازی می‌کنند.

فرآیند اکسید شدن ممکن است سلول‌های سرطانی یا باکتری‌های بیماری‌زا را از بین ببرد، بنابراین این سلول‌ها نسبت به تغییرات ایجاد شده در PH محیط زنده حساس هستند.

مترجم: ندا اظهری