کد خبر ۱۰۶۶۶۹۰
تاریخ انتشار: ۰۷:۱۲ - ۱۸-۰۳-۱۴۰۴
کد ۱۰۶۶۶۹۰
انتشار: ۰۷:۱۲ - ۱۸-۰۳-۱۴۰۴

دانشمندان ایرانی باتری حل‌شونده ساختند

دانشمندان ایرانی باتری حل‌شونده ساختند
قطعات الکترونیکی گذرا را می‌توان برای کاربردهای زیست‌پزشکی و زیست‌محیطی مورد استفاده قرار داد اما ابتدا باید به یک شیوه‌ زیست‌ایمن تجزیه شوند. قطعا شما نمی‌خواهید بقایای سمی در بدن خود داشته باشید. به این نوع قطعات، «قطعات الکترونیکی زیست‌جذب‌پذیر» گفته می‌شود.

یک پژوهش جدید که به همت «مائده محمدی‌فر» و «مریم رضایی» دانشمندان ایرانی انجام شده است، پتانسیل استفاده از پروبیوتیک‌ها را در ساخت باتری‌های جدید و حل‌شونده نشان می‌دهد.

به گزارش ایسنا، در محموعه فیلم‌های «ماموریت غیرممکن»، یک جاسوس فوق‌العاده با بازی «تام کروز» از مافوق‌هایش دستور می‌گیرد تا دستگاه‌های گوناگونی که خود را در عرض پنج ثانیه نابود می‌کنند، مورد استفاده قرار دهد.

به نقل از یورک الرت، «سئوخیون شان چوی»( Seokheun Sean Choi) استاد «دانشگاه بینگهمتون»(Binghamton University) در طول ۲۰ سال گذشته درباره کاغذ الکترونیکی یک‌بارمصرف تحقیق کرده اما سخت‌ترین بخش در ساخت قطعات الکترونیکی موسوم به «گذرا»، باتری است.

چوی گفت: قطعات الکترونیکی گذرا را می‌توان برای کاربردهای زیست‌پزشکی و زیست‌محیطی مورد استفاده قرار داد اما ابتدا باید به یک شیوه‌ زیست‌ایمن تجزیه شوند. قطعا شما نمی‌خواهید بقایای سمی در بدن خود داشته باشید. به این نوع قطعات، «قطعات الکترونیکی زیست‌جذب‌پذیر» گفته می‌شود. چالش اصلی برای قطعات الکترونیکی گذرا یا زیست‌جذب‌پذیر، منبع تغذیه است اما بیشتر منابع تغذیه مانند باتری‌های لیتیوم-یونی شامل مواد سمی هستند.

چوی و گروهش از پژوهش‌های پیشین خود درباره باتری‌های زیستی درس‌هایی گرفتند و آنها را در یک ایده‌ جدید به کار بردند. آنها در پژوهش جدید خود، پتانسیل استفاده از پروبیوتیک‌ها را نشان دادند. پروبیوتیک‌ها میکروارگانیسم‌های زنده‌ای هستند که در صورت مصرف، فوایدی را برای سلامتی دارند و برای محیط زیست یا انسان بی‌ضرر هستند.

دکتر «مائده محمدی‌فر» فارغ‌التحصیل آزمایشگاه چوی در بیوالکترونیک و میکروسیستم‌ها ، پیل سوختی حل‌شونده اولیه را طی دوران دانشجویی خود در دانشگاه بینگهمتون ابداع کرد.

چوی گفت: ما از باکتری‌های شناخته‌شده تولیدکننده برق استفاده کردیم که در سطح اول ایمنی زیستی قرار دارند و به همین دلیل بی‌خطر هستند اما مطمئن نبودیم که اگر این باکتری‌ها در طبیعت رها شوند، چه رخ می‌دهد. هر زمان که در نشست‌ها سخن‌رانی می‌کردم، مردم می‌پرسیدند: پس شما از باکتری استفاده می‌کنید؟ آیا می‌توانیم با خیال راحت از آن استفاده کنیم؟

«مریم رضایی» دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه بینگهمتون، این پژوهش جدید را با استفاده از ترکیب ۱۵ پروبیوتیک از پیش ساخته‌شده سرپرستی کرد.

چوی گفت: به خوبی مشخص شده است که پروبیوتیک‌ها ایمن و زیست‌سازگار هستند اما ما مطمئن نبودیم که آیا آنها قابلیت تولید برق دارند یا خیر. نتایج اولیه ناامیدکننده بودند اما ما تسلیم نشدیم. ما با استفاده از پلیمر و برخی نانوذرات، سطح یک الکترود را مهندسی کردیم که ممکن است برای باکتری‌ها مناسب‌تر باشد. هدف ما این بود که به صورت فرضی رفتار الکتروکاتالیستی پروبیوتیک‌ها را بهبود ببخشیم و به آنها قدرت بیشتری بدهیم.

الکترود اصلاح‌شده، متخلخل و زبر بود. به همین دلیل، شرایط بسیار خوبی را برای اتصال و رشد باکتری‌ها فراهم می‌کرد و قابلیت الکتروژنیک ریزارگانیسم‌ها را بهبود می‌بخشید. پوشش کاغذ حل‌شونده با یک پلیمر حساس به پی‌اچ پایین - به این معنی که فقط در یک محیط اسیدی مانند یک منطقه آلوده یا دستگاه گوارش انسان کار می‌کند - خروجی ولتاژ و مدت زمان کارکرد باتری را افزایش داد.

اگرچه پروبیوتیک‌ها فقط مقدار کمی برق تولید کردند اما چوی این آزمایش‌ها را به عنوان یک اثبات مفهوم برای خود و دانشجویان آینده می‌بیند تا براساس آن کار کنند. وی افزود: تحقیقات دیگری باید انجام شود. ما از ترکیبات پروبیوتیک استفاده کردیم اما من می‌خواهم به صورت جداگانه مطالعه کنم که کدام یک از آنها ژن‌های الکتریکی اضافی دارند و چگونه تعاملات هم‌افزایی می‌تواند تولید برق را بهبود ببخشد. ما در این پژوهش، یک واحد باتری زیستی را نیز ابداع کردیم. من می‌خواهم آنها را به صورت سری یا موازی به هم متصل کنم تا تولید برق را بهبود ببخشم.

این پژوهش در مجله «Small» به چاپ رسید.

ارسال به دوستان
مقایسه زرادخانه هسته‌ای جهان در ۲۰۰۶ و ۲۰۲۶ (+ اینفوگرافیک) سرطان پانکراس چرا اغلب دیر تشخیص داده می‌شود؟ علائم خاموشی که نباید نادیده بگیرید نورا محقق، بازیگر سریال «شغال» با استایل پاییزی متفاوت در قاب عکاسی (+عکس) جوزفین کوکران؛ زنی که ماشین ظرف‌شویی را اختراع کرد(+عکس) شازدۀ قاجاری با تیپ خاص غربی در کنار دختر کوچکش؛ سال 1287(عکس) خداحافظی با رینگ‌های معمولی؟ اختراع جدید هیوندای برای کاهش مصرف سوخت خودروها فیلسوف-امپراتور روم هر روز صبح به خودش چه می‌گفت؟ نبود ما همیشه به نفع طبیعت نیست؛ وقتی طاعون انسان‌ها را کشت، تنوع زیستی هم کم شد حل معمای ۶۰۰ ساله؛ کشف نظم واقعی صفحات عجیب‌ترین کتاب دنیا اروپا از طرح موشک رهگیر AQUILA برای مقابله با تسلیحات هایپرسونیک رونمایی کرد گاز دادن در حالت توقف؛ مفید برای موتور یا عامل آسیب به خودرو؟ آن حروف ناخوانای اعصاب‌خردکن بی‌دلیل نبودند؛ ماجرای عجیب کپچاهای قدیمی اینترنت چرا قطره‌های آب روی ماهیتابه داغ سُر می‌خورند و دیرتر تبخیر می‌شوند؟ صاعقه برق ۲۹ روستای خراسان شمالی را قطع کرد سناتور منتخب دموکرات: جنگ علیه ایران احمقانه بود