الکترونیک خوراکی! دانشمندان اولین باتری قابل شارژی را ساخته‌اند که از مواد غذایی ساخته شده‌است

منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۹ آوریل ۲۰۲۳
لینک منبع: Edible Electronics – Scientists Have Developed the First-Ever Rechargeable Battery Made Out of Food

اولین باتری خوراکی قابل شارژ جهان درIstituto Italiano di Tecnologia ساخته شده‌است. این فناوری نوآورانه را می‌توان برای تشخیص سلامت، نظارت‌بر کیفیت غذا و حتی در ایجاد رباتیک نرم خوراکی استفاده کرد.

محققان موسسه فناوری ایتالیا با ساخت اولین باتری کاملا خوراکی و قابل شارژ به موفقیت دست یافته‌اند. سلول باتری که با استفاده از موادی که معمولاً در رژیم غذایی روزانه ما مصرف می‌شود ساخته می‌شود، در مقاله‌ای که اخیراً در مجله Advanced Materials منتشر شده‌است، مستند شده‌است. این فناوری نوآورانه پتانسیل استفاده در تشخیص سلامت، نظارت‌بر کیفیت غذا و حتی ایجاد رباتیک نرم خوراکی را دارد.

این تحقیق توسط تیمی به رهبری ماریو کایرونی، هماهنگ‌کننده آزمایشگاه الکترونیک چاپی و مولکولی در مرکز IIT در میلان، ایتالیا انجام شد. Caironi به بررسی خواص الکترونیکی مواد غذایی و محصولات جانبی آن، با هدف ترکیب آن‌ها با مواد خوراکی برای ایجاد مواد الکترونیکی خوراکی جدید و پیشرفته اختصاص یافته است. به‌منظور قدردانی از کار خود، Caironi یک کمک مالی ۲ میلیون یورویی ERC برای پروژه ELFO در سال ۲۰۱۹ دریافت کرد که بر پیشرفت حوزه الکترونیک خوراکی تمرکز دارد.

الکترونیک خوراکی رشته‌ای است که اخیراً در حال رشد است و می‌تواند تأثیر زیادی در تشخیص و درمان بیماری‌های دستگاه گوارش و همچنین نظارت بر کیفیت مواد غذایی داشته باشد. یکی از جالب‌ترین چالش‌ها در توسعه سیستم‌های الکترونیکی خوراکی آینده، دست‌یابی به منابع تغذیه خوراکی است.

گروه تحقیقاتی IIT از واکنش‌های ردوکس بیوشیمیایی که در همه موجودات زنده اتفاق می‌افتد الهام گرفتند و باتری‌ای را ساختند که از ریبوفلاوین (ویتامین B2 که به‌عنوان مثال در بادام یافت می‌شود) به‌عنوان آند و کورستین (یک مکمل غذایی و ماده موجود در کپر) به‌عنوان کاتد استفاده می‌کند. زغال چوب فعال (یک داروی رایج بدون نسخه) برای افزایش هدایت الکتریکی استفاده شد، در حالی که الکترولیت مبتنی‌بر آب بود. جداکننده، که در هر باتری برای جلوگیری از اتصال کوتاه مورد نیاز است، از جلبک دریایی نوری ساخته شده بود، نوعی که در سوشی یافت می‌شود. سپس، الکترودها در موم زنبور عسل محصور شدند که از آن دو تماس طلایی با درجه مواد غذایی (فویل مورد استفاده شیرینی‌پزها) روی یک تکیه‌گاه مشتق شده از سلولز خارج می‌شود.

سلول باتری با ولتاژ ۰.۶۵ ولت کار می‌کند، ولتاژی که به اندازه کافی کم است که در بدن انسان هنگام بلع مشکلی ایجاد نکند. می‌تواند جریان ۴۸ میکروآمپر را به مدت ۱۲ دقیقه یا چند میکرو آمپر برای بیش از یک ساعت ارائه دهد که برای تامین برق دستگاه‌های الکترونیکی کوچک مانند LEDهای کم مصرف برای مدت زمان محدود کافی است.

این نمونه از باتری‌های قابل شارژ کاملا خوراکی، اولین نمونه‌ای که تا‌کنون ساخته شده است، درها را به روی برنامه‌های الکترونیکی خوراکی جدید باز می‌کند.

کاربردهای پتانسیل آینده طیف وسیعی از مدارها و حسگرهای خوراکی را شامل می‌شود که می‌توانند شرایط سلامتی را تا قدرت سنسورها برای نظارت بر شرایط نگهداری مواد غذایی کنترل کنند. علاوه‌بر این، با توجه به سطح ایمنی این باتری‌ها، می‌توان از آن‌ها در اسباب‌بازی‌های کودکان استفاده کرد، جایی که خطر بلع زیاد وجود دارد. در واقع، ما در حال توسعه دستگاه‌هایی با ظرفیت بیش‌تر و کاهش اندازه کلی هستیم. ماریو کایرونی، هماهنگ‌کننده تحقیقات، خاطرنشان کرد: این پیشرفت‌ها در آینده برای تقویت ربات‌های نرم خوراکی نیز آزمایش خواهند شد.

این باتری خوراکی برای جامعه ذخیره انرژی نیز بسیار جالب است. با افزایش تقاضای باتری، ساخت باتری‌های ایمن‌تر، بدون استفاده از مواد سمی، چالشی است که با آن روبه‌رو هستیم. در حالی که باتری‌های خوراکی ما انرژی خودروهای الکتریکی را تامین نمی‌کنند، اما اثبات می‌کنند که باتری‌ها را می‌توان از مواد ایمن‌تری نسبت به باتری‌های لیتیوم یون فعلی ساخت. ایوان ایلیچ، یکی از نویسندگان این مطالعه، اضافه کرد: ما معتقدیم که آن‌ها دانشمندان دیگر را برای ساخت باتری‌های ایمن‌تر برای آینده‌ای واقعا پایدار ترغیب خواهند کرد.

این متن با استفاده از ربات ‌ترجمه مقالات تکنولوژی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.