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Ces batteries flexibles fonctionnant à l'eau salée pourraient aider à traiter le cancer


Des chercheurs chinois ont développé deux types de batteries flexibles fonctionnant avec une solution saline ou d'eau salée au lieu d'électrolytes lithium-ion. Ce type de technologie de batterie est très recherché dans le domaine de la médecine, qui a également le potentiel de traiter le cancer et d'autres infections bactériennes.

[Source de l'image: iChEM]

Batteries flexibles alimentées à l'eau salée

Les implants médicaux et les dispositifs portables utilisent traditionnellement des batteries lithium-ion volumineuses et rigides pour les alimenter. L'encombrement de ces batteries peut être attribué à des systèmes de support structurels supplémentaires qui empêchent les batteries de fuir ou de libérer des substances dangereuses. Mais tout cela pourrait changer dans un avenir pas trop lointain, car des chercheurs de l'Université de Fudan et du Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials en Chine ont réussi à concevoir des batteries flexibles qui peuvent fonctionner avec des "liquides inspirés du corps tels qu'une solution saline IV normale. solution et milieu de culture cellulaire ". En termes simples, les batteries nouvellement conçues sont alimentées par une solution d'eau salée qui est biologiquement compatible.

[Source de l'image: Chem]

Yonggang Wang, professeur de chimie à l'Université de Fudan, a expliqué à quel point les batteries traditionnelles sont peu pratiques et dangereuses dans le domaine de la médecine.

"Les batteries actuelles comme celles au lithium-ion utilisées dans les implants médicaux se présentent généralement sous des formes rigides. De plus, la plupart des batteries flexibles signalées sont basées sur des électrolytes organiques inflammables ou corrosifs, qui présentent des risques pour la sécurité et une faible biocompatibilité pour les appareils portables, sans parler de implantables ".

L'équipe de chercheurs, dirigée par Wang et un autre professeur, Huisheng Peng, a éliminé l'utilisation de substances toxiques dans leurs batteries flexibles. Ils ont remplacé ces électrolytes nocifs par des substances biocompatibles idéales pour les dispositifs implantables. On s'attend toujours à ce que les batteries flexibles conçues fuient des électrolytes, cependant, les implications physiques ne sont pas aussi dangereuses car les substances électrolytiques sont basées sur une solution saline IV normale et un milieu de culture cellulaire. Ces substances contiennent des produits chimiques biocompatibles tels que des acides aminés, des sucres, des vitamines et des ions sodium.

Deux types de batteries flexibles ont émergé des études de l'équipe. L'un est une batterie flexible en forme de ceinture 2D où un réseau de brins d'acier est pris en sandwich entre de minces films d'électrode. L'autre batterie flexible que l'équipe a conçue est une fibre de nanotubes de carbone unidimensionnelle, qui est recouverte de nanoparticules de matériau d'électrode.

[Source de l'image: Chem]

Les chercheurs ont découvert que les nanotubes de carbone utilisés dans la batterie à fibre 1D peuvent rapidement encourager la conversion de l'oxygène dissous en ions hydroxyde. Ce processus affecte gravement l'efficacité des batteries, mais s'il est considéré comme un processus à lui seul, la procédure de conversion pourrait potentiellement traiter le cancer et les infections bactériennes.

"Nous pouvons implanter ces électrodes en forme de fibre dans le corps humain pour consommer de l'oxygène essentiel, en particulier dans les zones difficiles à atteindre pour les médicaments injectables", a noté Wang. "La désoxygénation pourrait même anéantir les cellules cancéreuses ou les bactéries pathogènes puisqu'elles sont très sensibles aux changements de pH du milieu de vie. Bien sûr, c'est hypothétique pour le moment, mais nous espérons approfondir les recherches avec des biologistes et des scientifiques médicaux".

D'autres solutions chimiques telles que le sulfate de sodium ont également été utilisées par les chercheurs pour jouer le rôle d'électrolytes liquides dans leurs batteries flexibles conçues pour les appareils portés à l'extérieur. Les expériences de l'équipe sur les batteries flexibles 2D et 1D ont surpassé de nombreuses batteries lithium-ion conventionnelles utilisées sur les appareils portables en termes de «capacité de maintien de charge». Cela ouvre de nombreuses applications dans le domaine des dispositifs médicaux portables et des implants que l'équipe espère explorer.

L'article sur cette étude a été publié dans le Chem Journal via ScienceDirect.

Sources: Centre d'innovation collaborative de chimie des matériaux énergétiques, Nouvelles de la chimie et de l'ingénierie

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