Можно даже в мозг поставить. В Великобритании придумали мягкие гелевые батареи
Инновации19 июля 2024, 12:00
Эти инновационные батареи можно использовать в носимых устройствах, мягкой робототехнике или даже имплантировать в мозг для лечения таких заболеваний, как эпилепсия.
Желеобразные материалы, разработанные учеными, имеют слоистую структуру, напоминающую липкий конструктор Lego, что позволяет им проводить электрический ток. Гелевые батареи могут растягиваться более чем в десять раз от своей первоначальной длины без потери проводимости, что является первым случаем объединения таких свойств в одном материале.
Желейные батареи сделаны из гидрогелей — трехмерных сеток полимеров, содержащих более 60% воды. Полимеры удерживаются вместе за счет обратимых взаимодействий, контролирующих механические свойства геля. Эта структура позволяет гелевым батареям быть как проводящими, так и эластичными, что делает их идеальными для мягкой робототехники и биоэлектроники.
«Сложно разработать материал, который был бы одновременно и высокоэластичным, и высокопроводящим, поскольку эти два свойства обычно противоречат друг другу, — отметил Стивен О’Нил, первый автор исследования. — Обычно проводимость уменьшается при растяжении материала».
Гидрогели прочно прилипают друг к другу благодаря обратимым связям, образуемым между различными слоями с помощью молекул кукурбитурила, что позволяет растягивать гелевые батареи без разрыва слоев и потери проводимости. Эти свойства делают гелевые батареи перспективными для использования в биомедицинских имплантатах, поскольку они мягкие и могут принимать форму человеческой ткани.
«Мы можем настраивать механические свойства гидрогелей так, чтобы они соответствовали человеческой ткани, — сказал профессор Орен Шерман, руководитель исследования. — Поскольку гидрогелевые имплантаты не содержат жестких компонентов, вероятность отторжения организмом или образования рубцовой ткани гораздо ниже».
Кроме своей мягкости, гидрогели также удивительно прочны и способны к самовосстановлению при повреждении. Исследователи планируют провести дальнейшие испытания на живых организмах для оценки пригодности гидрогелей для различных медицинских применений.