Godzinnik.pl Polska Włoscy naukowcy opracowali jadalny akumulator stworzony z produktów spożywczych. To może zrewolucjonizować...

Włoscy naukowcy opracowali jadalny akumulator stworzony z produktów spożywczych. To może zrewolucjonizować diagnostykę chorób układu pokarmowego

Data publikacji:

Włoscy naukowcy opracowali jadalny akumulator stworzony z produktów spożywczych. To może zrewolucjonizować diagnostykę chorób układu pokarmowego

Zespół naukowców z Włoch stworzył jadalną baterię, wykorzystując do jej zbudowania produkty obecne w codziennej diecie, takie jak ryboflawina, wosk pszczeli czy wodorosty nori. Rozwiązanie może przynieść nowe podejście do diagnostyki, m.in. chorób przewodu pokarmowego, ale również monitorowania jakości żywności i tworzenia miękkich robotów. Celem naukowców jest osiągnięcie takich parametrów ogniwa, by mogło ono z powodzeniem zastąpić te, które są teraz powszechnie wykorzystywane.

Nasz jadalny akumulator to akumulator organiczny. Jego zewnętrzny mechanizm działania jest podobny do akumulatora litowo-jonowego, ale różni się wnętrze. Rdzeń takiego akumulatora składa się z kilku cząsteczek, które są konieczne, aby stworzyć napięcie wyjściowe. Trzeba wybrać grupę cząsteczek o różnych właściwościach chemicznych i elektrochemicznych, które pozwalają na wytworzenie stabilnego napięcia podczas działania akumulatora – wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria Innowacje Mario Caironi z Włoskiego Instytutu Technologii w Genui.

Badacze inspirowali się w swojej pracy reakcjami biochemicznymi redoks (utleniania i redukcji) zachodzącymi w żywych organizmach. Stworzona przez nich bateria jest zbudowana z anody, do której stworzenia użyto ryboflawiny (witaminy B2), i katody stworzonej z kwercetyny, obecnej m.in. w kaparach. Z kolei węgiel aktywowany, który jest stosowany np. jako środek na wzdęcia, został użyty do zwiększenia przewodności elektrycznej, a elektrolit powstał na bazie wody. Jako separator potrzebny do tego, by unikać zwarć, posłużyły wodorosty nori. Elektrody zostały otoczone woskiem pszczelim, z którego wychodzą dwa styki ze złotej folii spożywczej.

Wszystko zaczęło się od pytania, czy możemy znaleźć grupę cząsteczek, które są jadalne, szeroko dostępne, łatwo przyswajalne przez organizm w dużych ilościach, nie są toksyczne i pozwalają na wytworzenie odpowiednio wysokiego napięcia oraz mogą wielokrotnie przechodzić cykle ładowania i rozładowania. Był to punkt wyjścia dla stworzenia akumulatora – mówi badaczka z  Włoskiego Instytutu Technologii w Genui.

Ogniwo baterii działa przy napięciu 0,65 V i może dostarczać prąd o natężeniu 48 mikroamperów przez 12 min lub kilku mikroamperów przez ponad godzinę. To pozwala na zasilanie urządzeń będących elektroniką jadalną, stosowanych zwłaszcza w medycynie.

Elektronika nadająca się do połknięcia jest znaną dziedziną o zastosowaniach komercyjnych. Składają się na nią standardowe elementy elektroniczne, takie same jak w telefonach komórkowych lub innego rodzaju elektronice, które są umieszczone w sztywnym materiale. Dzięki temu takie urządzenie nie ma po połknięciu bezpośredniego kontaktu z naszym ciałem. Może służyć do przeprowadzania różnych czynności wewnątrz organizmu, na przykład badania endoskopowego. Urządzeń tych oczywiście nie można połykać bez nadzoru. Są one zazwyczaj stosowane w szpitalach, ich podanie musi się odbywać w szczególnych warunkach ze względu na możliwe komplikacje, koszty, tym bardziej że stanowią one odpady elektroniczne. Elektronika jadalna ma na celu zastąpienie wszystkich standardowych urządzeń elektronicznych urządzeniami, które mogą ulec rozkładowi wewnątrz organizmu po spełnieniu swojej funkcji – wskazuje Mario Caironi.

Dzięki temu, oprócz zalet związanych z bezpieczeństwem stosowania, elektronika jadalna wpisuje się w nurt zrównoważonego rozwoju.

– Jest ona wykonana z bardziej zrównoważonych materiałów, z możliwością wykorzystania na przykład odpadów żywnościowych do wykonania materiałów, co nie generuje kolejnych odpadów – podkreśla badacz z Włoskiego Instytutu Technologii w Genui.

Jednym z podstawowych ograniczeń tej technologii pozostaje na razie kwestia zrównania mocy i właściwości z elektroniką standardową. Teoretycznie, gdyby udało się pokonać te bariery, elektronika jadalna mogłaby posłużyć do magazynowania energii czy zwiększania profilu bezpieczeństwa interaktywnych zabawek dla dzieci, które z obawy przed wyciekiem elektrolitu po ewentualnym połknięciu standardowo nie są wyposażane w zasilanie. Nadal rozwijane będą też z pewnością zastosowania medyczne.

– Z jednej strony ich zastosowaniem jest jedna ze strategii zasilania przyszłych systemów elektroniki jadalnej, na przykład inteligentnych tabletek działających wewnątrz organizmu, ale także inteligentnych tagów do monitorowania jakości żywności. Gdyby działały one poza organizmem, nie byłyby spożywane, jednak opieramy się na założeniu, że te akumulatory i systemy nie zanieczyszczają żywności, ponieważ są wykonane z materiałów żywnościowych – zapowiada Mario Caironi.

- Reklama -

Rozwój elektroniki jadalnej realizowany we włoskim laboratorium odbywa się w ramach projektu ELFO, na którego realizację badacze pozyskali w 2019 roku grant w wysokości 2 mln euro. Choć jadalna elektronika jest całkiem nowym kierunkiem rozwoju technologii, to powstały już w tej dziedzinie ciekawe projekty. Przykładem może być opracowany przez Brytyjczyków sensor medyczny, rejestrujący tętno i temperaturę ciała. Urządzenie zbudowane jest z takich materiałów jak sól kamienna, woda oraz wodorosty, a całość połączono z grafenem. 

Źródło: Newseria

NAJNOWSZE INFORMACJE

Polska przeciwna przedłużeniu umowy UE–Ukraina o transporcie drogowym. Uderza ona w krajową branżę transportową

Parlament Europejski większością głosów poparł przedłużenie umowy o transporcie drogowym między Unią Europejską a Ukrainą do końca 2025 roku. Zdaniem polskich europosłów, którzy głosowali...

M.Kobosko: Wszyscy zapłacimy za eskalację między Izraelem a Iranem. Kraje UE powinny robić więcej dla budowy swojego własnego bezpieczeństwa

– Mrzonki o armii europejskiej są mrzonkami, to trzeba sobie jasno powiedzieć. Każdy z krajów członkowskich Unii Europejskiej musi, i to się na szczęście już dzieje,...

Trwający Festiwal Mozartowski przyciąga tłumy melomanów. To jedno z najważniejszych wydarzeń w stolicy

Artystka zaznacza, że za sprawą Warszawskiej Opery Kameralnej jeszcze przez dwa tygodnie Warszawa będzie rozbrzmiewać Mozartem. Kolejna edycja festiwalu poświęconego temu wybitnemu kompozytorowi zajmuje...

Dzięki e-commerce rośnie eksport polskich małych i średnich przedsiębiorców. Wartość ich sprzedaży na Amazon przekracza rocznie 5 mld zł

Mali i średni przedsiębiorcy coraz lepiej radzą sobie na arenie międzynarodowej, choć na razie tylko niecałe 5 proc. z nich sprzedaje swoje produkty za granicę. Duże możliwości...

Większość Polaków sprzeciwia się wprowadzeniu euro. Problemem może być brak dobrej komunikacji

– ​Polska należy do siedmiu krajów UE, które do tej pory nie wprowadziły jeszcze euro.  Choć zobowiązaliśmy się do przyjęcia wspólnej waluty w traktacie akcesyjnym, nigdy...

Źle wprowadzony system ROP może oznaczać duży wzrost cen dla konsumentów. Podrożeć mogą produkty spożywcze

Ministerstwo Klimatu i Środowiska proponuje powierzenie NFOŚiGW zadań organizacji odpowiedzialności producenta, która w imieniu producentów będzie realizowała obowiązki wynikające z ROP w ramach zamkniętego obiegu finansowego. Przedstawiciele...

Mietek Szcześniak: Gdybym chciał zbudować karierę, tobym ją budował. Nigdy o tym nie myślałem, zawsze po prostu chciałem muzykować

Wokalista zaznacza, że płyta „Brothers”, którą nagrał z czarnoskórym chórem, to efekt jego amerykańskiej przygody. Nie planuje robić kariery za granicą, ale z entuzjazmem przyjął...

Konieczna większa edukacja na temat dbania o zdrowie i dostępnych leków. To kluczowe dla rozwoju samoleczenia

Osoba o niskim poziomie świadomości zdrowotnej zapłaci ostatecznie za opiekę medyczną trzy razy tyle, ile osoba, która wie na ten temat więcej – wskazuje...

Zagrożenie krztuścem pozostaje najwyższe od ponad trzech dekad. Odporność utrzymuje się do 10 lat po szczepieniu

W ubiegłym roku na krztusiec zachorowało ponad 32 tys. osób. To ok. 35 razy więcej niż rok wcześniej. Ostatnie tygodnie przynoszą wyhamowanie tendencji...

Zdaniem 80 proc. Polaków ceny nieruchomości są wysokie lub bardzo wysokie. Mimo to i tak wolimy posiadać na własność, niż wynajmować

Tylko 26 proc. Polaków uważa, że mamy obecnie dobry moment na zakup nieruchomości. Dla ośmiu na 10 ankietowanych ceny nieruchomości są obecnie wysokie lub bardzo...

Nowe opłaty za emisję CO2 mogą spowodować wzrost kosztów wielu małych i średnich firm. Eksperci apelują o mądre instrumenty wsparcia [DEPESZA]

System ETS2, który zacznie obowiązywać od 2027 roku, nałoży podatek na paliwa kopalne wykorzystywane do ogrzewania budynków czy w transporcie. Koszty w dużej mierze poniosą...

Prawie 2/3 Polaków uważa się za osoby przedsiębiorcze. Kojarzy im się to z pracowitością i zaradnością

64 proc. Polaków uważa się za osoby przedsiębiorcze, a 78 proc. sądzi, że ludzie w naszym kraju są przedsiębiorczy – wynika z badania przeprowadzonego na...

O TYM SIĘ MÓWI

Polska przeciwna przedłużeniu umowy UE–Ukraina o transporcie drogowym. Uderza ona w krajową branżę transportową

Parlament Europejski większością głosów poparł przedłużenie umowy o transporcie drogowym między Unią Europejską a Ukrainą do końca 2025 roku. Zdaniem polskich europosłów, którzy głosowali...

M.Kobosko: Wszyscy zapłacimy za eskalację między Izraelem a Iranem. Kraje UE powinny robić więcej dla budowy swojego własnego bezpieczeństwa

– Mrzonki o armii europejskiej są mrzonkami, to trzeba sobie jasno powiedzieć. Każdy z krajów członkowskich Unii Europejskiej musi, i to się na szczęście już dzieje,...

Trwający Festiwal Mozartowski przyciąga tłumy melomanów. To jedno z najważniejszych wydarzeń w stolicy

Artystka zaznacza, że za sprawą Warszawskiej Opery Kameralnej jeszcze przez dwa tygodnie Warszawa będzie rozbrzmiewać Mozartem. Kolejna edycja festiwalu poświęconego temu wybitnemu kompozytorowi zajmuje...