Článek
Že se v úvodní reportáži díváte na baterii, by vás na první a zřejmě ani druhý pohled nenapadlo. A to už existují tužkové, mikrotužkové, ploché, mono anebo knoflíkové. Žádná ale nepřipomíná tyto lepkavé, spojené barevné LEGO kostky, které si můžete ve videu od SZ Tech prohlédnout.
Informace a záběry si můžete poslechnout i prohlédnout v úvodní videoreportáži.
Ve skutečnosti se jedná o takzvané hydrogely, které poslepované dohromady generují elektrický proud. Vynalezli je vědci z Univerzity v Cambridge a podle jejich slov je to nový přelomový druh baterie, která může pohánět wearables, čili nositelné technologie jako chytré hodinky, různé fitness pásy, anebo dokonce implantáty uvnitř lidského těla.
„Tohle je příklad jednoho z kousků gelu, který používáme k výrobě baterie. Jak můžete vidět, je velice měkký a natahovatelný přesně jako opravdové želé. A zhruba z pěti těchto kousků slepených dohromady můžeme vyrobit hydrogelový zdroj energie,“ ukazuje v reportáži Stephen O’Neil, výzkumník na Univerzitě v Cambridge.
Co to je?
Hydrogely tvoří v podstatě trojrozměrná síť polymerů, tedy makromolekul, které jsou spojené v takovém počtu, že některé jejich fyzikální vlastnosti nezmění ani odebrání jedné či více jejich částí. Obsahují přitom více než 60 procent vody a pohromadě je drží chemické vazby – specificky u těchto kousků použili vědci navíc ještě i takzvané cucurbiturily, což jsou molekuly ve tvaru jakýchsi pout.
Možnost je natahovat, ale i stlačovat, aniž by ztratily původní tvar, a také schopnost dorůstat, či jinak řečeno samoléčení, když jsou poškozené, je činí ideálními pro implantování do lidského těla. Dosud se přitom hydrogely používaly jako ochranná vrstva pro displeje u mobilů nebo v dětských plenách, kde zadržují moč.
„Elektronika, jak ji známe, jako naše telefony nebo počítače, je velice tuhá – neohebná, zatímco naše tělo tvoří z většiny voda, je velice měkké. Jak si také asi dovedete představit, mozek je měkký a natahovatelný, a co jsme proto zkusili udělat, je vyrobit elektroniku měkkou a natahovatelnou, aby seděla do rozhraní našeho těla nebo kůže,“ pokračuje O’Neil.
„Udělali jsme to tak, že jsme vytvořili iontově vodivé hydrogelové materiály a tím, že jsme v podstatě napodobili elektrického úhoře, jsme dokázali vyrobit zdroj energie z těchto hydrogelových materiálů, které jsou měkké a natahovatelné podobně jako náš mozek, což snižuje možnost zánětu nebo zjizvení tkáně v těle,“ doplňuje vědec.
Nové možnosti využití
Vědci už přitom dříve v lidském těle používali hydrogely jako zdroj elektřiny, ale toto je vůbec poprvé, kdy je vytvořili a plánují aplikovat s jejich pružnou schopností měnit tvar a natahovat se.
„Je mnoho příkladů dalších hydrogelů, které se mohou chovat jako zdroj energie. Co je ale tady jiné, je fakt, že se nám podařilo vytvořit lepkavý zdroj energie, který drží pohromadě, a než abychom měli jediný kus, co tohle dokáže, tak máme několik dílů, které můžeme slepit dohromady, a poprvé tak máme natahovatelný zdroj energie,“ doplňuje v reportáži Jade McCuneová, badatelka z Univerzity v Cambridge.
Natahovatelnost baterií by měla podle vědců z Univerzity v Cambridge umožnit jejich použití v místech a takovými způsoby, jak to dosud s jinými druhy hydrogelů nebylo možné.
„Využití natahovatelnosti si představte tak, že pokud byste si je dali na kůži a nosili je jako wearable zařízení, mohli byste se bez omezení napínat, aniž byste snížili výkon tohoto zařízení. A podobně v těle, pokud byste je měli třeba na zvlášť zatěžovaných místech jako u kloubů, když by došlo na robotiku nebo protézy, to jsou místa, kde se vynakládá opravdu velká síla, a je důležité mít tam materiál, co vydrží,“ doplňuje McCuneová.
Ještě předtím, než se však odváží nové hydrogelové baterie testovat na pacientech, budou je angličtí badatelé testovat na živých organismech v laboratoři. Od aplikace lidem je tak určitě ještě dělí nějaký čas, na Cambridgeské univerzitě si už teď od nich ale slibují, že by pro medicínu mohly být přelomové.
„Konečný cíl pro nás je implantovat tyto zdroje energie do něčího těla, kde by vydržely několik dní nebo týdnů a poháněly zařízení, která mohou buď nepřetržitě snímat údaje nebo působit jako terapie například při hloubkové stimulaci mozku při léčbě onemocnění jako Parkinsonova choroba. To můžeme dělat stimulováním neuronů hluboko v našich mozcích, a abychom to mohli pohánět, můžeme používat měkké a natahovatelné zdroje energie,“ uzavírá reportáž O’Neil.
