علماء يبتكرون بطارية قابلة لإعادة الشحن مصنوعة بالكامل من الطعام
يواصل علماء إحراز تقدم في مجال الإلكترونيات التي يمكنها مراقبة صحتنا ومعالجتها بأمان من داخل الجسم. ولسوء الحظ أن تشغيل هذه الأدوات الطبية المصغرة ليس دائما أمرا سهلا.
ولكن يوجد الآن نوع جديد من البطاريات القابلة لإعادة الشحن يمكن أن تساعد في هذا القسم. وتأتي مصنوعة من مواد صالحة للأكل، ويمكن أن تذوب بأمان في المعدة بمجرد أن تفعل ما تحتاج إلى القيام به.
ويعمل النموذج الأولي للجهاز الموضح في دراسة جديدة، عند 0.65 فولت وهو غير ضار ويوفر تيارا من 48 ميكرو أمبيرا لمدة 12 دقيقة (ضمن النطاق المطلوب لمنح الأجهزة الإلكترونية الصغيرة مصدرا للطاقة).
وقال المعد الكبير ماريو كايروني، باحث الإلكترونيات الجزيئية في المعهد الإيطالي للتكنولوجيا «تتراوح الاستخدامات المستقبلية المحتملة من الدوائر الصالحة للأكل وأجهزة الاستشعار التي يمكنها مراقبة الظروف الصحية إلى تشغيل أجهزة الاستشعار لمراقبة ظروف تخزين الطعام. وعلاوة على ذلك، نظرا لمستوى أمان هذه البطاريات، يمكن استخدامها في لعب الأطفال، حيث يوجد خطر كبير من الابتلاع».
وصُممت البطارية من قائمة متنوعة من المكونات، وهي أول بطارية وظيفية قابلة لإعادة الشحن يمكن تقديمها كوجبة خفيفة. وتشمل مكوناتها فيتامين ريبوفلافين لأنود البطارية (نهايته السلبية)، ومكملات كيرسيتين مثل الكاثود (النهاية الإيجابية). ويتكون المنحل بالكهرباء (الذي يولد الشحنة الكهربائية) من محلول قائم على الماء، والفاصل (الذي يمنع الدوائر القصيرة) مصنوع من ورق النوري، وهو اسم الأعشاب البحرية التي تجدها في مطاعم السوشي.
ويتم تضمين الفحم المنشط، الذي يستخدم غالبا لعلاج حالات التسمم، لزيادة التوصيل الكهربائي، في حين أن جهات الاتصال الخارجية التي تنقل الكهرباء إلى جهاز آخر مصنوعة من شمع العسل، متصلة بذهب مزخرف من الدرجة الغذائية.
وتحافظ البطارية على شحنتها جيدا على مدى عشرات الدورات، على الرغم من أنها تحتاج إلى أن تكون خارج الجسم لإعادة شحنها. ويبلغ حجم النموذج الأولي الذي تم إنشاؤه هنا نحو سنتيمتر مربع (0.155 بوصة مربعة)، لكن الفريق يعمل بالفعل على تصغيره.
وأضاف كايروني: «في الواقع، نقوم بالفعل بتطوير أجهزة ذات سعة أكبر مع تقليل الحجم الكلي. وسيتم اختبار هذه التطورات في المستقبل أيضا من أجل تشغيل الروبوتات اللينة الصالحة للأكل».
وإذا كان لديك كاميرا أو جهاز آخر مترابط بداخلك من قبل، فستعرف أن هذه الفحوصات، على الرغم من أهميتها الكبيرة في اكتشاف المرض، ليست التجارب الأكثر راحة. وهذا هو أحد المجالات التي يمكن أن تساعد فيها هذه البطارية الصالحة للأكل.
ويمكن استخدام الأجهزة للتحقق من أن المواد الغذائية آمنة ومتوافقة مع المعايير المطلوبة أثناء وجودها بالفعل في القناة الهضمية، قبل هضم جهاز المراقبة مع الطعام.
وكل هذا لا يزال بعيد المنال، لكن الباحثين وراء النموذج الأولي يأملون أن يؤدي عملهم إلى مزيد من التطورات في هذا المجال، مع استخدام بطاريات أكبر لتخزين الطاقة والسيارات الكهربائية، على سبيل المثال.
ويقول أحد المعدين المشاركين في الدراسة، إيفان إيليك، عالم تخزين الطاقة المستدامة من المعهد الإيطالي للتكنولوجيا: «في حين أن بطارياتنا الصالحة للأكل لا تشغل السيارات الكهربائية، فهي دليل على أن البطاريات يمكن تصنيعها من مواد أكثر أمانا من مواد بطاريات (Li-ion) الحالية. ونعتقد أنها ستلهم العلماء الآخرين لتصميم بطاريات أكثر أمانا من أجل مستقبل مستدام حقا».
