science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Een rekbare en flexibele biobrandstofcel die draait op zweet

Studie van de mechanische en elektrochemische weerstand van de biobrandstofcel onder 20% rek in 2D-richtingen. Krediet:Xiaohong Chen, Département de chimie moléculaire (CNRS/Université Grenoble Alpes)

Een uniek nieuw flexibel en rekbaar apparaat, gedragen tegen de huid en in staat om elektrische energie te produceren door de verbindingen in zweet te transformeren, is recentelijk ontwikkeld en gepatenteerd door CNRS-onderzoekers van l'Université Grenoble Alpes en de Universiteit van San Diego (VS). Deze cel is al in staat om continu een LED te verlichten, nieuwe wegen openen voor de ontwikkeling van draagbare elektronica aangedreven door autonome en milieuvriendelijke bio-apparaten. Dit onderzoek is gepubliceerd in Geavanceerde functionele materialen op 25 sept. 2019.

Het potentiële gebruik van draagbare elektronische apparaten blijft toenemen, vooral voor medische en atletische monitoring. Dergelijke apparaten vereisen de ontwikkeling van een betrouwbare en efficiënte energiebron die gemakkelijk in het menselijk lichaam kan worden geïntegreerd. Het gebruik van "biobrandstoffen" die aanwezig zijn in menselijke organische vloeistoffen is al lang een veelbelovende optie.

Wetenschappers van CNRS/Université Grenoble Alpes die gespecialiseerd zijn in bio-elektrochemie, werkten samen met een Amerikaans team van de Universiteit van San Diego in Californië, bestaande uit experts op het gebied van nanomachines, biosensoren, en nanobio-elektronica. Samen, ontwikkelden ze een flexibel geleidend materiaal bestaande uit koolstofnanobuisjes, verknoopte polymeren, en enzymen verbonden door rekbare connectoren die rechtstreeks op het materiaal worden gedrukt door zeefdruk.

De biobrandstofcel, die vervormingen in de huid volgt, produceert elektrische energie door de reductie van zuurstof en de oxidatie van het lactaat dat aanwezig is in transpiratie. Eenmaal aangebracht op de arm, het gebruikt een spanningsversterker om een ​​LED continu van stroom te voorzien. Het is relatief eenvoudig en goedkoop te produceren, met als primaire kosten de productie van de enzymen die de verbindingen in zweet transformeren. De onderzoekers proberen nu de spanning van de biobrandstofcel te versterken om grotere draagbare apparaten van stroom te voorzien.

Afbeelding van de draagbare biobrandstofcel op de arm, het voeden van een diode bevestigd aan de zwarte armband op de onderarm. © Xiaohong Chen, Département de chimie moléculaire. Krediet:CNRS/Université Grenoble Alpes