ابتكار بطارية من مواد صالحة للأكل

يواصل العلماء إحراز تقدم في مجال الإلكترونيات التي يمكنها مراقبة صحتنا ومعالجتها بأمان من داخل الجسم. ولسوء الحظ، فإن تشغيل هذه الأدوات الطبية المصغرة ليس دائمًا أمرًا سهلاً.
وفي هذا الاطار، يوجد الآن نوع جديد من البطاريات القابلة لإعادة الشحن يمكن أن تساعد في هذا الأمر؛ فهي مصنوعة من مواد صالحة للأكل ويمكن أن تذوب بأمان في المعدة بمجرد أن تؤدي ما عليها القيام به.
ويعمل النموذج الأولي للجهاز الموضح في دراسة جديدة عند 0.65 فولت الذي هو غير ضار ويوفر تيارًا من 48 ميكرو أمبير لمدة 12 دقيقة؛ ضمن النطاق المطلوب لمنح الأجهزة الإلكترونية الصغيرة مصدرًا للطاقة.
ولمزيد من التوضيح، يقول المؤلف الكبير ماريو كايروني باحث الإلكترونيات الجزيئية بالمعهد 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، نظرًا لمستوى أمان هذه البطاريات يمكن استخدامها في لعب الأطفال حيث يوجد خطر كبير من ابتلاعها». وذلك وفق ما نشر «ساينس إليرت» العلمي نقلا عن بحث نشر بمجلة «Advanced Materials».
وصُممت البطارية من قائمة متنوعة من المكونات؛ وهي أول بطارية وظيفية قابلة لإعادة الشحن يمكن تقديمها كوجبة خفيفة. حيث تشمل مكوناتها فيتامين ريبوفلافين لأنود البطارية (نهايته - السلبية)، ومكملات كيرسيتين مثل الكاثود (النهاية - الإيجابية). فيما يتكون المنحل بالكهرباء (الذي يولد الشحنة الكهربائية) من محلول قائم على الماء، والفاصل (الذي يمنع الدوائر القصيرة) مصنوع من النوري (أعشاب بحرية تزخر بها مطاعم السوشي). كما يتم تضمين الفحم المنشط، الذي يستخدم غالبًا 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 جيدًا على مدى عشرات الدورات، على الرغم من أنها تحتاج إلى أن تكون خارج الجسم لإعادة شحنها. حيث يبلغ حجم النموذج الأولي الذي تم إنشاؤه هنا حوالى سنتيمتر مربع (0.155 بوصة مربعة)، لكن الفريق يعمل بالفعل على تصغيره.
ويبين كايروني «في الواقع، نقوم بالفعل بتطوير أجهزة ذات سعة أكبر وتقليل الحجم الكلي. وسيتم اختبار هذه التطورات في المستقبل أيضًا من أجل تشغيل الروبوتات اللينة الصالحة للأكل».
إذا كان لديك كاميرا أو جهاز آخر مترابط داخل جوفك فستعرف أن هذه الفحوصات على الرغم من أهميتها الكبيرة في اكتشاف المرض؛ إلّا انها ليست التجارب الأكثر راحة؛ هذا هو أحد المجالات التي يمكن أن تساعد فيها هذه البطارية الصالحة للأكل. كما يمكن استخدام الأجهزة للتحقق من أن المواد الغذائية آمنة ومتوافقة مع المعايير المطلوبة أثناء وجودها بالفعل في القناة الهضمية قبل هضم جهاز المراقبة مع الطعام.
كل هذا لا يزال بعيد المنال. لكن الباحثين وراء النموذج الأولي هذا يأملون في أن يؤدي عملهم لمزيد من التطورات بهذا المجال مع استخدام بطاريات أكبر لتخزين الطاقة.
ويخلص إيفان إيليك عالم تخزين الطاقة المستدامة بالمعهد الإيطالي للتكنولوجيا أحد المؤلفين المشاركين في الدراسة «نعتقد أنها ستلهم العلماء الآخرين لبناء بطاريات أكثر أمانًا من أجل مستقبل مستدام حقًا».