Een innovatie die afvalmateriaal omzet in rekbare apparaten kan binnenkort een nieuwe optie bieden voor het creëren van zelfaangedreven biomedische uitvindingen.

Een team van Purdue University gebruikte lignine om tribo-elektrische nanogeneratoren te maken. TENG's helpen mechanische energie te besparen en om te zetten in kracht. Lignine is een afvalbijproduct van de pulp- en papierindustrie, en het is een van de meest voorkomende biopolymeren op aarde.

"Lignin biedt een waardevolle kans als potentieel bestanddeel van draagbare apparaten, " zei Wenzhuo Wu, de Ravi en Eleanor Talwar Rising Star assistent-professor industriële techniek aan Purdue's College of Engineering, die het ontwikkelteam leidde. "De op lignine gebaseerde tribo-elektrische apparaten kunnen de mechanische energie van het menselijk lichaam oogsten en dergelijke elektrische energie gebruiken om de operaties van andere biomedische apparaten te ondersteunen."

De op lignine gebaseerde TENG's worden gemaakt door lignine te integreren met zetmeel om een ​​biocompatibele film te produceren voor het oogsten van mechanische energie.

"Dit opent deuren naar nieuwe technologieën die afvalstoffen gebruiken voor economisch haalbare en milieuvriendelijke systemen in zelfaangedreven biomedische toepassingen, " Wu zei. "We ontwikkelen op innovatieve wijze de interacties tussen lignine en verschillende algemeen beschikbare materialen, zoals glycerol en zetmeel, om de broze en donkere ligninefilms om te zetten in rekbare, draagbare en semi-transparante films. Die films kunnen mechanische signalen zoals buigen en aanraken effectief omzetten in elektrische stroom."

Wu zei dat de op lignine gebaseerde tribo-elektrische apparaten ook zouden kunnen functioneren als zelfaangedreven sensoren om de mechanische activiteiten van het menselijk lichaam te detecteren en te bewaken in toepassingen zoals gezondheidsmonitoring, mens-machine interface, telebediende robotica, consumentenelektronica en virtual en augmented reality-technologieën.

De apparaten kunnen ook worden gebruikt voor andere toepassingen, zoals energiezuinige gebouwen en omgevingssensoren. Wu en zijn team hebben andere soortgelijke apparaten gemaakt, inclusief een innovatie die chitosan gebruikt om TENG's te maken.