Дослідники з Кембриджського університету розробили м’які «гелеві батареї», що розтягуються, ідея яких натхненна електричними вуграми.

Ці інноваційні батареї можна використовувати в переносних пристроях, м’якій робототехніці або навіть імплантувати в мозок для лікування таких захворювань, як епілепсія.

Желеподібні матеріали, розроблені вченими, мають шарувату структуру, що нагадує липкий конструктор Lego, що дозволяє їм проводити електричний струм. Гелеві батареї можуть розтягуватися більш ніж удесятеро від своєї первісної довжини без втрати провідності, що є першим випадком об’єднання таких властивостей в одному матеріалі.

Желейні батареї зроблені з гідрогелів — тривимірних сіток полімерів, що містять понад 60% води. Полімери утримуються разом завдяки оборотним взаємодіям, які контролюють механічні властивості гелю. Ця структура дає змогу гелевим батареям бути як провідними, так і еластичними, що робить їх ідеальними для м’якої робототехніки та біоелектроніки.

«Складно розробити матеріал, який був би одночасно і високоеластичним, і високопровідним, оскільки ці дві властивості зазвичай суперечать одна одній, — зазначив Стівен О’Ніл, перший автор дослідження. — Зазвичай провідність зменшується при розтягуванні матеріалу».

Гідрогелі міцно прилипають один до одного завдяки оборотним зв’язкам, утвореним між різними шарами за допомогою молекул кукурбітурилу, що дає змогу розтягувати гелеві батареї без розриву шарів і втрати провідності. Ці властивості роблять гелеві батареї перспективними для використання в біомедичних імплантатах, оскільки вони м’які та можуть набувати форми людської тканини.

«Ми можемо налаштовувати механічні властивості гідрогелів так, щоб вони відповідали людській тканині, — сказав професор Орен Шерман, керівник дослідження. — Оскільки гідрогелеві імплантати не містять жорстких компонентів, імовірність відторгнення організмом або утворення рубцевої тканини набагато нижча».

Крім своєї м’якості, гідрогелі також напрочуд міцні та здатні до самовідновлення в разі пошкодження. Дослідники планують провести подальші випробування на живих організмах для оцінки придатності гідрогелів для різних медичних застосувань.

Источник: techno.nv.ua