(Phys.org)—Een team van onderzoekers met het National Center for Nanoscience and Technology en Beihang University, zowel in China, heeft een biologisch afbreekbare tribo-elektrische nanogenerator ontwikkeld voor gebruik als een levenslang ontworpen implanteerbare stroombron in een dierlijk lichaam. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang het team beschrijft hun nanogenerator, het mogelijke gebruik en de manieren waarop het kan worden aangepast voor gebruik in verschillende toepassingen.

Wetenschappers werken al vele jaren aan de ontwikkeling van interne apparaten en er zijn er verschillende gemaakt die nu in gebruik zijn bij menselijke patiënten - de pacemaker is de meest bekende. Maar tot op heden al dergelijke apparaten hebben hetzelfde tekort - geen enkele werkt op een interne voedingsbron, wat betekent dat ze op batterijen moeten vertrouwen. Hoewel batterijen handig zijn, ze hebben de neiging om zonder stroom te komen, wat betekent dat een patiënt een chirurgische ingreep moet ondergaan om ze te laten vervangen en chirurgische ingrepen zijn door hun aard riskant omdat ze het lichaam openstellen voor mogelijke infecties. Een betere manier, zoals de onderzoekers met deze nieuwe inspanning aangeven, zou zijn om implanteerbare apparaten te laten werken op een stroombron die in het lichaam wordt gegenereerd, zoals het opvangen van warmte of gebruik maken van de beweging van bloed. Het nieuwe apparaat dat ze hebben gemaakt, wekt elektriciteit op via tribo-elektriciteit - waarbij elektriciteit wordt opgewekt wanneer twee materialen elkaar raken en vervolgens scheiden, een van de meest voorkomende manieren waarop statische elektriciteit tot stand komt.

Het nieuwe apparaat bestaat uit twee stroken meerlagig materiaal. Een van de strips heeft een vlakke film buitenlaag, de andere strip heeft uitstekende staven ter grootte van een nanometer aan de buitenkant - wanneer de twee strips elkaar ontmoeten en vervolgens wegtrekken, er wordt een kleine hoeveelheid elektriciteit opgewekt. De lagen worden uit elkaar gehouden door blokken van een biologisch afbreekbaar polymeer; elektriciteit wordt opgewekt als delen van het lichaam zo bewegen dat de twee strips met elkaar in contact komen en vervolgens uit elkaar trekken - steeds weer opnieuw.

Testen van het apparaat toonden aan dat het een vermogensdichtheid van 32,6 milliwatt per vierkante meter kon produceren, waarvan ze vonden dat het genoeg was om een ​​apparaat voor neuronenstimulatie aan te drijven dat wordt gebruikt om de manier waarop neuronen groeien te sturen. Het team beweert dat hun apparaat de weg heeft vrijgemaakt voor een nieuwe generatie interne apparaten, opmerkend dat het niet alleen biologisch afbreekbaar is, maar het kan worden afgestemd op zelfvernietiging gedurende dagen, maanden of zelfs jaren. Vergelijkbare apparaten, zij merken op, kan worden gemaakt om te werken door gebruik te maken van de kracht van een persoon die ademt of van hun hartslag.

© 2016 Fys.org