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シルクヒドロゲルで作られた小さなバッテリーはマウスのペースメーカーを動作させることができます

水滴から作られた小さな柔らかいリチウムイオン電池オックスフォード大学 これまでに作られた最小のソフトリチウムイオン電池は、シルクベースのヒドロゲルから形成されたわずか 3 つの小さな液滴で構成されています。液滴バッテリーは、ペースメーカー形式の制御を提供するとともに、鼓動するマウスの心臓に除細動器の電気ショックを与えることができますが、最終的には人間用の生物医学インプラントやウェアラブル電子機器に電力を供給する可能性があります。 オックスフォード大学のYujia Zhang氏は、「潜在的に、私たちの小さな電池は埋め込み型マイクロロボット電池として使用でき、磁場によって目標位置に移動させ、そのエネルギーを医療のために放出することができる」と述べている。 Zhangらは、さまざまな成分をマイクロシリンジで液体に注入した後、溶液中で自己集合できる3つの接続された液滴として小型電池を設計した。 1 つの液滴にはリチウム マンガン酸化物粒子が含まれており、バッテリーの負極として機能します。2 番目の液滴にはチタン酸リチウム粒子が含まれており、正極として機能します。塩化リチウムで満たされた中央の液滴がこれらの電極を分離します。 UV 光は、各液滴を隔てる層を破壊し、リチウム イオンが液滴間を自由に流れることができるようにすることで、バッテリーを活性化します。 液滴電池は、従来のソフトリチウムイオン電池に比べて長さが 10 分の 1 です。わずか600マイクロメートルで、人間の髪の毛の約6倍の幅です。また、このバッテリーは、同様のフレキシブルなリチウムイオンバッテリーよりも体積が 1000 分の 1 です。また、中央の液滴には磁性ニッケル粒子を組み込むことができるため、外部磁場を介してバッテリーを遠隔制御できます。 カリフォルニア工科大学のウェイ・ガオ氏によると、このような小型バッテリーは、その小さなサイズを考慮すると前例のない量のエネルギーも供給できるという。 「このエネルギー密度は、他の同様のサイズのバッテリーで達成されたものよりも著しく高いです」と彼は言います。 液滴電池は、動物の体から取り出したマウスの心臓でテストされました。これらは、正常な心拍を回復する除細動器として、また心拍を調節するペースメーカーとして機能することに成功しました。追加のテストでは、10 回の充放電サイクル後もバッテリーが元の容量の 77% を保持していることがわかりました。 このような液滴電池のシンプルさと拡張性は、将来的には従来の電池製造に比べて潜在的な利点となる可能性があるとガオ氏は述べています。同氏は、そのような電池が低侵襲生物医学インプラントや生分解性医療機器に電力を供給できると示唆した。 「私が最も感銘を受けたのは、このソフト電池がヒドロゲルベースであることによって人間の組織の水性環境をどのように反映しているかということです」とガオ氏は言います。 「しかし、特に商品化やさらなる研究用途に向けて進むにつれて、このバッテリーに使用されている材料の安全性と生体適合性を依然として考慮する必要があります。」 トピック: #シルクヒドロゲルで作られた小さなバッテリーはマウスのペースメーカーを動作させることができます