Taşınabilir elektronikler: Terle çalışan esnek biyo-yakıt hücresi

Deriye takılan ve ter içinde bulunan bileşikleri dönüştürerek elektrik enerjisi üretebilen eşsiz, yeni, esnek ve gerilebilir bir cihaz, yakın zamanda, lniversité Grenoble Alpes ve UC San Diego’dan (ABD) CNRS araştırmacıları tarafından geliştirilmiş ve patenti alınmıştır. Bu hücre zaten bir LED’i sürekli olarak aydınlatma yeteneğine sahip ve otonom ve çevre dostu biyo-cihazlarla çalışan giyilebilir elektroniklerin geliştirilmesi için yeni yollar açtı. Bu araştırma, 25 Eylül 2019 tarihinde Advanced Functional Materials’te yayınlandı.

Giyilebilir elektronik cihazların potansiyel kullanımları, özellikle tıbbi ve atletik izleme için artmaya devam ediyor. Bu tür cihazlar, insan vücuduna kolayca entegre edilebilecek güvenilir ve verimli bir enerji kaynağının geliştirilmesini gerektirir. İnsan organik sıvılarında bulunan “biyoyakıt” kullanımı uzun zamandır umut verici bir yol olmuştur.

Biyoelektrokimya konusunda uzmanlaşmış Département de chimie moléculaire (CNRS / Université Grenoble Alpes) bilim adamları, nanomakine, biyosensör ve nanobiyoelektronik konusunda uzman olan UC San Diego’dan Amerikalı bir ekiple işbirliği yapmaya karar verdi. Birlikte, karbon nanotüpler, çapraz bağlı polimerler ve serigrafi baskıyla doğrudan malzemeye doğrudan basılan gerilebilir konektörlerin bir araya geldiği enzimlerden oluşan esnek bir iletken materyal geliştirdiler.

Derideki deformasyonları takip eden biyoyakıt hücresi, oksijenin azalması ve terlemede mevcut olan laktatın oksidasyonu yoluyla elektrik enerjisi üretir. Kola uygulandıktan sonra, bir LED’i sürekli olarak çalıştırmak için bir voltaj yükseltici kullanır. Üretilmesi nispeten basit ve ucuzdur; birincil maliyet ter içinde bulunan bileşikleri dönüştüren enzimlerin üretimidir. Araştırmacılar şimdi daha büyük taşınabilir cihazlara güç sağlamak için biyoyakıt hücresi tarafından sağlanan voltajı yükseltmek istiyorlar.

Biyoyakıt hücresinin mekanik ve elektrokimyasal direncinin %20 gerilme altında 2D doğrultuda incelenmesi. © Xiaohong Chen, Département de chimie moléculaire (CNRS/Université Grenoble Alpes)