czwartek, 30 listopada, 2023
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

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.

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

Anna Cieślak: Zuza Grabowska ma w sobie godność, ciepło, szlachetność i spokój. Na planie „Rafiego” opiekowała się ludźmi, zawsze miała czas dla innych

Aktorka przyznaje, że nieco obawiała się spotkania z Zuzanną Grabowską i Pawłem Domagałą. Szybko się jednak okazało, że te obawy były bezpodstawne. Kiedy bowiem wszyscy troje stanęli...

Technologie rewolucjonizują biznes restauracyjny. Kioski samoobsługowe, kody QR, a wkrótce sztuczna inteligencja będą standardem w branży gastronomicznej

Digitalizacja i nowe technologie stają się głównym motorem rozwoju branży restauracyjnej, a rozwiązania technologiczne – takie jak kody QR, kioski samoobsługowe, cyfrowe menu czy...

Wpływ poezji na samopoczucie zbadali naukowcy. Okazała się pomocna w walce z samotnością i radzeniu sobie z trudnymi emocjami

Naukowcy z Uniwersytetu w Plymouth przeprowadzili badanie na temat roli poezji w dzisiejszych, scyfryzowanych czasach. Odpowiedzi badanych, ale też popularność interaktywnej strony internetowej, która w czasie pandemii...

Aneta Glam-Kurp: Na wielu osobach bardzo się zawiodłam i w tej chwili nie mam żadnych przyjaciół. Moim stylem życia przyciągałam tylko interesownych ludzi

Uczestniczka programu „Żony Miami” podkreśla, że kiedyś miała bardzo duże grono przyjaciółek i koleżanek, ale czas i różne życiowe sytuacje szybko zweryfikowały te znajomości. Okazało...

Polacy nie mają w zwyczaju sporządzać testamentów. Co piąty uważa, że ma jeszcze czas na taką decyzję

Tylko 9 proc. Polaków w wieku powyżej 45 lat przygotowuje testament. Ponad 40 proc. przyznaje, że nigdy się nad tym nie zastanawiało, a prawie jedna...

Rośnie liczba użytkowników aplikacji walczących z marnowaniem żywności. Na zainteresowanie mocno wpłynął wzrost cen

W Polsce wciąż na śmietnik trafia niemal 5 mln t jedzenia rocznie. Ponad połowa Polaków źle gospodaruje produktami spożywczymi, ale wraz z dynamicznym wzrostem...

Hugh Grant wiek, wzrost, kariera Kim jest Hugh Grant?

Hugh Grant, brytyjski aktor filmowy, znany jest na całym świecie ze swoich charyzmatycznych ról w komediach romantycznych. Jego urok, dowcip i umiejętność...

Timothée Chalamet wiek, wzrost, kariera Kim jest Timothée Chalamet?

Timothée Chalamet, amerykański aktor, szybko stał się jednym z najbardziej rozpoznawalnych i cenionych młodych talentów w Hollywood. Znany z wyjątkowej ekspresji aktorskiej...

O TYM SIĘ MÓWI

Gdzie mieszka Wojciech Cejrowski?

Mało jest ludzi tak kontrowersyjnych, a jednocześnie posiadających tak dużą grupę fanów w Polsce, jak słynny twórca...

Andziaks, Angelika Zając wiek, życie prywatne

Andziaks wiek: Angelika Zając jest jedną z najbardziej popularnych youtuberek w Polsce, która rozpoznawalna jest pod pseudonimem Andziaks. Dziewczyna urodziła...

W przyszłym roku wejdzie w życie obowiązek raportowania ilości antybiotyków stosowanych w hodowli zwierząt. Ma pomóc w walce z lekoopornością

Odporność zwierząt na leki i antybiotyki – związana ze zbyt częstym i zbyt długim ich stosowaniem – to coraz większy problem. W walce z nim ma...
NEWSLETTER