Zdrowie

Nanogenerator: energia z krążenia krwi

Sabine Berger Autorin, Hemd & Hoodie

Elastyczny nanogenerator wykonany z małych prętów węglowych będzie w stanie wygenerować energię elektryczną, wykorzystując krew płynącą w naszych żyłach.

Woda stanowi źródło energii od tysięcy lat. Do początku XX w. wykorzystywano ją w celu napędzania młynów. Obecnie jej głównym zastosowaniem jest generowanie energii elektrycznej. Naukowcy chcą ponownie wykorzystać tę metodę — tym razem w ludzkim ciele. Może ona przykładowo posłużyć do zasilania wszczepionych urządzeń medycznych.

Zespół naukowców z szanghajskiego Uniwersytetu Fudan opracował generator wykonany z nanorurek składających się z włókien węglowych, który przekształca energię powstającą w krwiobiegu w elektryczność. Włókna mają średnicę poniżej 1 mm i prostą strukturę: składają się z polimerowego rdzenia oplecionego maleńkimi rurkami węglowymi. Naukowcy nazywają powstałe nitki „fluidycznymi nanogeneratorami w kształcie włókna” (ang. fiber-shaped fluidic nanogenerators, FFNG).

 

Generowanie energii przez tarcie powierzchni

Węglowe nanorurki stanowią gwarancję wysokiej stabilności mechanicznej. Ich właściwości elektryczne są równie zachwycające: jeśli znajdują się w płynącej wodzie lub są wielokrotnie zanurzane w roztworze słonej wody i wyciągane, ładunek elektryczny przechodzi na powierzchnię nitki, generując gradient elektrochemiczny. „Energia elektryczna jest uzyskiwana z ruchu względnego między nanogeneratorem FFNG a roztworem”, wyjaśnia naukowiec Huisheng Peng.

Ruch wody generuje energię na powierzchni nanogeneratora.
Ruch wody generuje energię na powierzchni nanogeneratora. Obraz: Wiley – Huisheng Peng(montaż)

Nanogenerator nie stanowi pierwszej próby opracowania technologii generującej energię elektryczną w naczyniach krwionośnych. Szwajcarscy naukowcy już w 2011 roku zaprezentowali miniaturową turbinę, która mogłaby potencjalnie zasilać różne urządzenia, jak np. rozrusznik serca. Technologia ta niosła za sobą znaczące ryzyko powstawania groźnych zakrzepów krwi, w związku z czym zrezygnowano z niej.

Nanogenerator może zasilać urządzenia medyczne, np. rozruszniki serca.
Nanogenerator może zasilać urządzenia medyczne, np. rozruszniki serca.

Chińscy naukowcy chcą uniknąć podobnych efektów ubocznych, stosując nanowłókna. Są one na tyle cienkie i elastyczne, że dostosowują się do naczyń krwionośnych, dzięki czemu nigdy nie spowodują zatoru. Co więcej, ich poziom skuteczności wynosi ponad 20 procent — żadna inna tego typu technologia nie może poszczycić się takim wynikiem. Naukowcy uważają, że w przypadku wykorzystania elastycznych substratów jako podstawy warstw nanowęglowych możliwe będzie stworzenie rozciągliwego nanogeneratora FFNG. Twierdzą również, że taki generator będzie można wykorzystać do wielu nowych zastosowań w innych branżach, jak np. tekstylia elektroniczne.

Udostępnij ten artykuł

Podobne tematy

Zdrowie Nauka

Przeczytaj w następnej kolejności

Read Full Story