Advertencia: Esta página es una traducción de esta página originalmente en inglés. Tenga en cuenta ya que las traducciones son generadas por máquinas, no que todos traducción será perfecto. Este sitio Web y sus páginas están destinadas a leerse en inglés. Cualquier traducción de este sitio Web y su páginas Web puede ser imprecisa e inexacta en su totalidad o en parte. Esta traducción se proporciona como una conveniencia.

Los científicos de UMD desarrollan la nueva batería actual-que genera iónica biocompatible

Los ingenieros en la Universidad de Maryland han inventado totalmente una nueva clase de batería. Es biocompatible porque produce la misma clase de energía eléctrica ión-basada usada por los seres humanos y otras cosas vivas.

En nuestras carrocerías, los iones que fluyen (sodio, potasio y otros electrólitos) son las señales eléctricas que mueven por motor el cerebro y controlan el ritmo del corazón, el movimiento de músculos, y mucho más.

En baterías tradicionales, la energía eléctrica, o la corriente, fluye en la forma de electrones móviles. Esta corriente de electrones fuera de la batería es generada dentro de la batería moviendo los iones positivos a partir de un extremo (electrodo) de una batería al otro. La nueva batería de UMD hace el contrario. Mueve electrones alrededor en el dispositivo para entregar la energía que es un flujo de iones. Éste es la primera vez que se ha inventado una batería actual-que generaba iónica.

“Mi intención está para que los sistemas iónicos interconecten con los sistemas humanos,” dijo a Liangbing Hu, la culata de cilindro del grupo que desarrolló esa batería. Hu es profesor de la ciencia material en la Universidad de Maryland, parque de la universidad. Él es también una pieza del centro de la investigación en materias energéticas de la Universidad de Maryland e investigador principal del Nanostructures para el centro de investigación de la frontera de la energía del almacenamiento de energía eléctrica, patrocinado por el Ministerio de Energía, que financió el estudio.

“Subí tan con el diseño reverso de una batería,” Hu dijo. “En una batería típica, electrones atraviese los alambres para interconectar electrónica, y los iones atraviesan el separador de la batería. En nuestro diseño reverso, una batería tradicional se pone en cortocircuito electrónicamente (ese los electrones de los medios están atravesando los alambres de metal). Entonces los iones tienen que atravesar los cables iónicos del exterior. En este caso, los iones en el cable iónico - aquí, fibras del fleco -- puede interconectar con los sistemas vivos.”

El trabajo de Hu y de sus colegas fue publicado en la aplicación del 24 de julio las comunicaciones de la naturaleza.

Los “usos potenciales pudieron incluir el revelado de la generación siguiente de dispositivos micro-para manipular las actividades y las acciones recíprocas neuronales que pueden prevenir y/o tratar los problemas médicos tales como enfermedad de Alzheimer y la depresión,” dijeron a la pieza Jianhua Zhang, doctorado, científico del grupo del estado mayor en el instituto nacional de la diabetes y las enfermedades digestivas y de riñón (NIDDK), parte de los institutos de la salud nacionales en Bethesda, Md.

“La batería se podría utilizar para desarrollar los aparatos médicos para el lisiado, o para una droga más eficiente y las herramientas del lanzamiento del gen en la investigación y fijaciones clínicas, como manera más exacto a los cánceres de la invitación y a otras enfermedades médicas, dijeron a Zhang, que realizó experimentos biológicos para probar que la nueva batería transmitió con éxito la corriente a las células vivas.

“Observando lejos delante en el horizonte científico, uno lo espera también que esta invención pueda ayudar a establecer la posibilidad de la máquina directa y de la comunicación humana,” dijo.

Biocompatible, baterías del biomaterial

Porque las células vivas trabajan en actual iónico y las baterías existentes ofrecen una corriente electrónica, los científicos han intentado previamente imaginar cómo crear biocompatibility entre estos dos remendando una corriente electrónica en una corriente iónica. El problema con esta aproximación es que las necesidades actuales electrónicas de alcanzar cierto voltaje para saltar el entrehierro entre los sistemas electrónicos y los sistemas iónicos. Sin embargo, en corrientes iónicas de los sistemas vivos fluya en una tensión muy baja. Así, con un remiendo electrónico-a-iónico la corriente inducida sería demasiado alta funcionar con, por ejemplo, un cerebro o un músculo. Este problema se podría eliminar usando las baterías actuales iónicas, que se podrían funcionar con en cualquier voltaje.

La nueva batería de UMD también tiene otra característica inusual - utiliza el fleco para salvar su energía. Para hacer la batería, las personas empaparon las palas del bluegrass de Kentucky en la solución de sal del litio. Los canales que movieron una vez los alimentos arriba y abajo de la pala del fleco eran tuberías ideales para llevar a cabo la solución.

La batería de la demostración el equipo de investigación creó parecer dos tubos de cristal con una pala del fleco dentro, cada uno conectada por un alambre de metal fino en la capota. El alambre es donde los electrones atraviesan para moverse a partir de un extremo de la batería al otro como los licenciamientos de la energía salvada despacio. En el otro extremo de cada tubo de cristal está un extremo de metal con el cual la corriente iónica fluye.

Los investigadores probaron que la corriente iónica está fluyendo tocando los extremos de la batería a cualquier extremo de una hilera litio-empapada del algodón, con un punto de iones de cobre azul-teñidos en el centro. Alcanzado en la corriente iónica, el cobre se movió a lo largo de la hilera hacia negativo - el polo cargado, apenas pues los investigadores predijeron.

“Los microcanales en el fleco pueden llevar a cabo la solución de sal, haciéndoles un conductor iónico estable,” dijo a Chengwei Wang, primer autor del papel y de un estudiante de tercer ciclo en la ciencia material y la oficina técnica en la Universidad de Maryland en parque de la universidad.

Sin embargo, las personas proyectan diversificar los tipos de baterías actuales iónicas del electrón que pueden producir. “Estamos desarrollando los conductores iónicos múltiples con celulosa, los hidrogeles y los polímeros,” dijo Wang.

Esto no es la primera vez que los científicos de UMD han probado los materiales naturales en nuevas aplicaciones. Hu y sus personas han estado estudiando previamente los materiales del celulosa y vegetal para las baterías electrónicas, creando una batería y un supercapacitor fuera de la madera y de una batería de una hoja. También han creado la madera transparente como repuesto potencialmente más económico de energía para las ventanas de cristal.

Trabajo creativo

Silbe como una bala a Liu, profesor adjunto en nanoengineering en la Universidad de California, San Diego, que no estuvo implicada con el estudio, dijo: “El trabajo es muy creativo y su valor principal consiste en la entrega de flujo iónico a los bio sistemas sin el planteamiento de otros peligros a ellos. Eventual, el impacto del trabajo reside realmente hacia adentro si materiales más pequeños y más biocompatibles de la unión pueden ser encontrados que entonces interconectan con las células y los organismos más directamente y eficientemente.”