科学家们正在继续在电子设备方面取得进展,以安全地监测和治疗我们的健康。不幸的是,为这些微型医疗设备供电并不总是那么简单。
现在有一种新型可充电电池可以在这方面有所帮助。它由完全可食用的物质制成,一旦完成所需的任何操作,它就可以安全地溶解在胃中。
一项新研究中概述的原型设备在无害的 0.65 伏电压下工作,并提供 48 微安的电流 12 分钟——在为微型电子设备提供电源所需的范围内。
“未来的潜在用途包括从可以监测健康状况的食用电路和传感器到为监测食品储存条件的传感器供电,”说资深作者 Mario Caironi,分子电子学研究员意大利理工学院。
“此外,考虑到这些电池的安全水平,它们可以用于儿童玩具,而儿童玩具的摄入风险很高。”
由多种成分制成,我这是第一款可用作零食的功能性充电电池。其组成部分包括 核黄素对于电池的阳极(其“负极”端),以及补充槲皮素作为阴极(“正极”端)。电解质(产生电荷)由水基溶液制成,隔膜(防止短路)由海苔,您在寿司店找到的海藻。
活性炭通常用于治疗中毒,其目的是增加导电性,而将电力传输到另一个设备的外部触点则由蜂蜡制成,并与食品级装饰金连接。
好吧,没有人说这是一顿值得米其林星级的饭菜。但它在风味上的不足却用潜力来弥补。
尽管需要在体外充电,但电池在数十次循环后仍能保持电量良好。这里创建的原型尺寸约为 1 平方厘米(0.155 平方英寸),但团队已经在努力使其更小。
“实际上,我们已经在开发容量更大并减小整体尺寸的设备,”说凯罗尼。 “这些开发成果将来也将进行测试,用于为可食用软机器人提供动力。”
如果您曾经在体内穿入过相机或其他设备,您就会知道这些扫描虽然对于检测疾病非常重要,但并不是最舒适的体验。这是可食用电池可以发挥作用的一个领域。
另一个是食品质量监测领域:在监测设备与食物一起消化之前,设备可用于检查食品实际在肠道中时是否安全并符合要求的标准。
这一切还有一段路要走,但原型背后的研究人员希望他们的工作能够推动该领域的进一步发展,例如用于储能和电动汽车的更大电池。
“虽然我们的可食用电池不能为电动汽车提供动力,但它们证明电池可以用比当前锂离子电池更安全的材料制成,”说该研究的合著者之一、意大利理工学院的可持续能源存储科学家伊万·伊利奇(Ivan Ilic)。
“我们相信他们将激励其他科学家为真正可持续的未来制造更安全的电池。”
该研究发表于先进材料。