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Estas baterías flexibles que funcionan con agua salada podrían ayudar a tratar el cáncer


Los investigadores chinos desarrollaron dos tipos de baterías flexibles que funcionan con solución salina o agua salada en lugar de electrolitos de iones de litio. Este tipo de tecnología de baterías es muy buscado en el campo de la medicina, que también tiene el potencial de tratar el cáncer y otras infecciones bacterianas.

[Fuente de imagen: iChEM]

Baterías flexibles alimentadas por agua salada

Los implantes médicos y los dispositivos portátiles utilizan tradicionalmente baterías de iones de litio voluminosos y rígidos para alimentarlos. El volumen de dichas baterías se puede atribuir a sistemas de soporte estructural adicionales que evitan que las baterías goteen o liberen sustancias peligrosas. Pero todo esto podría cambiar en un futuro no muy lejano, ya que los investigadores de la Universidad de Fudan y el Centro de Innovación Colaborativa de Química para Materiales Energéticos en China han logrado diseñar baterías flexibles que pueden funcionar con "líquidos inspirados en el cuerpo como la solución salina intravenosa normal". solución y medio de cultivo celular ". En pocas palabras, las baterías de nuevo diseño funcionan con una solución de agua salada que es biológicamente compatible.

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Yonggang Wang, profesor de química de la Universidad de Fudan, explicó lo poco prácticas y peligrosas que son las baterías tradicionales en el campo de la medicina.

"Las baterías actuales, como las de iones de litio que se utilizan en los implantes médicos, generalmente tienen formas rígidas. Además, la mayoría de las baterías flexibles informadas se basan en electrolitos orgánicos inflamables o corrosivos, que presentan riesgos de seguridad y una mala biocompatibilidad para los dispositivos portátiles, y mucho menos implantables ".

El equipo de investigadores, dirigido por Wang y otro profesor, Huisheng Peng, eliminó el uso de sustancias tóxicas en sus baterías flexibles diseñadas. Reemplazaron esos electrolitos dañinos con sustancias biocompatibles que son ideales para dispositivos implantables. Aún se espera que las baterías flexibles diseñadas tengan fugas de electrolitos, sin embargo, las implicaciones físicas no son tan peligrosas porque las sustancias electrolíticas se basan en una solución salina intravenosa normal y un medio de cultivo celular. Estas sustancias contienen sustancias químicas biocompatibles como aminoácidos, azúcares, vitaminas e iones de sodio.

De los estudios del equipo surgieron dos tipos de baterías flexibles. Una es una batería flexible en 2D con forma de cinturón en la que una red de hilos de acero se intercala entre películas delgadas de electrodos. La otra batería flexible que diseñó el equipo es una fibra de nanotubos de carbono unidimensional, que está recubierta con nanopartículas de material de electrodo.

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Los investigadores encontraron que los nanotubos de carbono utilizados en la batería de fibra 1D pueden estimular rápidamente la conversión de oxígeno disuelto en iones de hidróxido. Este proceso afecta gravemente la eficacia de las baterías, pero si se considera como un proceso en sí mismo, el procedimiento de conversión podría tratar el cáncer y las infecciones bacterianas.

"Podemos implantar estos electrodos en forma de fibra en el cuerpo humano para consumir oxígeno esencial, especialmente en áreas que son difíciles de alcanzar para los medicamentos inyectables", señaló Wang. "La desoxigenación podría incluso acabar con las células cancerosas o las bacterias patógenas, ya que son muy sensibles a los cambios en el pH del entorno de vida. Por supuesto, esto es hipotético en este momento, pero esperamos investigar más con biólogos y científicos médicos".

Los investigadores también utilizaron otras soluciones químicas como el sulfato de sodio para desempeñar el papel de electrolitos líquidos en sus baterías flexibles diseñadas para dispositivos de uso externo. Los experimentos del equipo con las baterías flexibles 2D y 1D superaron a muchas de las baterías de iones de litio convencionales utilizadas en dispositivos portátiles en términos de "capacidad de retención de carga". Esto abre numerosas aplicaciones en el campo de los dispositivos médicos portátiles y de implantes que el equipo espera explorar.

El artículo sobre este estudio se publicó en Chem Journal a través de ScienceDirect.

Fuentes: Centro de innovación colaborativa de química para materiales energéticos, Noticias de química e ingeniería

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