ساخت باتری شبه کاغذ جدیدی که نیروی آن توسط باکتری ها تأمین می شود!

به گزارش سیناپرس به نقل از کلیک،دانشمندان به تازگی موفق شده اند باتری جدیدی بسازند که بر روی یک تکه کاغذ قرار می گیرد و نیروی آن توسط نوعی باکتری تأمین می شود. دانشمندان معتقدند با استفاده این باتری ها می توانند نیروی مورد نیاز حسگرهای پزشکی مورد استفاده در مناطق دور از دست یا کشورهای در حال توسعه را، با روشی کم هزینه و ساده تأمین کنند.

این باتری کاغذ مانند که انعطاف پذیر است، جدیدترین نوع باتری است که انرژی آن توسط باکتری ها تأمین می شود و تحت عنوان باتری زیستی شناخته می شود. انرژی این باتری توسط عناصر طبیعی و زیستی تأمین می شود و در این باتری از نوعی باکتری استفاده شده است که معمولا در پساب ها یافت می شود.

طراحی و ایجاد این باتری کاغذ مانند، بخشی از اقدامات انجام گرفته در زمینه جدیدی از تحقیقات به نام papertronics است که در آن دانشمندان تلاش می کنند با ترکیب کاغذ و الکتریسیته، وسایل جدیدی را تولید نمایند.

دانشمندان در تلاش هستند که این باتری شبه کاغذ که ساختار ساده ای نیز دارند، در نقاط دور از دسترس و محروم جهان که ممکن است گاهی اوقات برق آن ها قطع شود و یا دسترسی به باتری های متداول دشوار باشد، برای تأمین نیروی مورد نیاز تجهیزات حیاتی پزشکی، مورد استفاده قرار گیرد.

شان چای از دانشگاه بینگهامتون به بیان این مطلب پرداخت که باتری های شبه کاغذ می توانند با هزینه کم ساخته شوند و برای تأمین نیروی حسگرهای تشخیصی یک بار مصرف برای درمان بیماری ها، مورد استفاده قرار گیرند.

محققان برای تهیه این باتری، ابتدا لایه ای از نیترات نقره را بر روی کروماتوگرافی کاغذی (ماده ای برای جداسازی مواد شیمیایی رنگی) را قرار دادند و سپس لایه ای نازک از موم را برای ایجاد کاتد (قطب مثبت باتری) بر روی آن قرار دادند.

محققان در گام بعدی، در طرف دیگر کاغذ، محفظه ای از پلیمر رسانا ایجاد کردند که زمانی که با پساب حاوی باکتری مورد نظر پر می شد، به عنوان آند (قطب منفی باتری) عمل می کند؛ بنابراین زمانی که باتری تا می شود، قطب مثبت و منفی آن با یکدیگر تماس پیدا می کنند و متابولیسم (سوخت و ساز) باکتری ها موجب می شود نیروی باتری تأمین شود که به آن پدیده تنفس یاخته ای نیز می گویند.

این نخستین باری نیست که محققان موفق به ساخت باتری انعطاف پذیر و غیر متداول می شوند. سال گذشته ای عده ای از محققان چینی و آمریکایی نیز باتری لیتیوم یونی جدیدی را در معرض نمایش قرار دادند که ظاهر آن شبیه به آثار هنری اریگامی (طرح هایی زیبا که با تا کردن کاغذ ایجاد می شوند) ژاپنی بود و چین خوردگی های منعطف آن باعث می شد به راحتی تا و جمع شود.

چندین ماه پس از آن، محققان سوئدی موفق به ساخت یک باتری شبه کاغذ به نام کاغذ قدرت شدند که به دلیل استفاده از صفحات پلیمر و سلولز در ساخت آن، قادر به ذخیره سازی انرژی بود.

و در همین ماه میلادی هم محققان انگلیسی موفق به ساخت باتری کاملا جدیدی شدند که در ساخت آن از روده انسان الهام گرفته شده بود.

در ساخت این باتری لیتیوم گوگرد، از زائده های انگشت مانندی که در روده انسان وجود دارد که پرز روده نامیده می شود، استفاده شده است و از این برآمدگی ها برای دریافت ذرات گوگرد که با گذشت زمان از یکدیگر جدا می شوند و به منظور مقاومت در برابر تنزل میزان انرژی، استفاده می شود.

در این باتری شبه کاغذی میزان خروجی انرژی به تعداد کاغذ مورد استفاده و همچنین به نحوه روی هم گذاشتن آن ها و تا شدن آن ها بستگی دارد. همانطور که در تصویر بالا می بینید، هر یک از صفحات منعطف دربردارنده باتری های کوچک مربع شکلی هستند که در یک شبکه مشبک در کنار یکدیگر قرار گرفته اند.

محققان در یک آزمایش موفق شدند با استفاده از شش باتری، ۳۱٫۵۱ میکرووات در ۱۲۵٫۵۳ میکرو آمپر برق تولید کنند (سه باتری بر روی سه باتری دیگر تا شده اند) و بار دیگر با تا کردن شش باتری بر روی سه باتری دیگر، موفق شدند ۴۴٫۸۵ میکرووات برق در ۱۰۵٫۸۹ میکرو آمپر برق تولید کنند.

دانشمندان دریافته اند که هم تراز نبودن باتری ها و فاصله بین آن ها می تواند میزان برق تولید شده را تحت تاثیر قرار دهد و در حال کار کردن بر روی این باتری ها هستند تا میزان برق تولید شده افزایش پیدا کند.

در حال حاضر برای روشن کردن یک لامپ ۴۰ واتی، میلیون ها عدد از این صفحات دربردارنده باتری مورد نیاز است؛ بنابراین این باتری ها حداقل در آینده نزدیک نمی توانند برق مورد نیاز وسایل برقی را تأمین کنند؛ اما دانشمندان معتقدند که این باتری ها در حال حاضر می توانند برق مورد نیاز حسگرهای زیادی مانند حسگرهای تشخیص خون در بیماران دیابتی و یا حسگرهای مورد استفاده برای تشخیص باکتری ها و ویروس های بیماری زا را تأمین می کند. تشخیص به موقع عوامل ذکر شده بسیار ضروری هستند و می توانند در مناطقی که ساکنان آن به برق دسترسی ندارند، از این باتری ها برای تأمین نیروی حسگرها استفاده شود.

باتری های کاغذ مانند و منعطف نوع جدیدی از باتری ها هستند که از مزایای بسیار زیادی برخودار هستند و باتری هایی که نیروی آن ها توسط عناصر زیستی تأمین می شوند، جدید ترین نوع این نوع از باتری ها هستند که هنوز در ابتدای راه خود قرار دارند.

تولید باتری با استفاده از عناصر زیستی و میکروارگانیسم ها (میکروب ها) بسیار جالب است؛ زیرا این باکتری ها می توانند از هر منبعی با قابلیت تجزیه پذیری زیستی، مانند پساب ها که در همه جا یافت می شوند، برق تولید کنند و دانشمندان معتقدند که این باتری جدید می تواند یکی از آینده سازان فناوری باتری های شبه کاغذ باشد.

No tags for this post.