Postavke privatnosti

Innovative gelatin batteries for wearables and medical implants: research from Cambridge University

Scientists at Cambridge University have developed stretchy gelatin batteries, inspired by electric eels, that could revolutionize wearable devices and medical implants. These batteries combine stretchability and conductivity in one material.

Innovative gelatin batteries for wearables and medical implants: research from Cambridge University
Photo by: Domagoj Skledar/ arhiva (vlastita)

Scientists have developed innovative, stretchable 'gelatin batteries' with potential applications in wearable devices, soft robotics, and even as brain implants for drug delivery or treatment of diseases like epilepsy.

Researchers from the University of Cambridge found inspiration in electric eels, which stun their prey using electrocytes, specialized muscle cells.

The gelatinous materials developed by Cambridge researchers have a layered structure similar to Lego bricks, allowing the transmission of electrical current.

These self-adhesive gelatin batteries can stretch more than ten times their original length without losing conductivity, marking the first time these two characteristics have been combined in one material. The research results were published in the journal Science Advances.

Gelatin batteries are made from hydrogel, a three-dimensional network of polymers containing more than 60% water. The polymers are linked by reversible bonds that control the mechanical properties of the gel.

The ability to precisely control mechanical properties and mimic the characteristics of human tissue makes hydrogels ideal candidates for use in soft robotics and bioelectronics; however, for such applications, materials must be both conductive and stretchable.

"It is difficult to design a material that is both highly stretchable and highly conductive, as these two properties are usually at odds with each other," said Stephen O'Neill, lead author of the study and a member of the Yusuf Hamied Department of Chemistry at Cambridge. "Typically, conductivity decreases when the material is stretched."

"Usually, hydrogels are made from polymers with a neutral charge, but if we charge them, they can become conductive," said Dr. Jade McCune, co-author of the study from the Department of Chemistry. "By changing the salt composition in each gel, we can make them sticky and stack them in multiple layers, thereby increasing the energy potential."

Conventional electronics use rigid metallic materials with electrons as charge carriers, while gelatin batteries use ions to transfer charge, similar to electric eels.

Hydrogels bond firmly to each other thanks to reversible bonds that can form between different layers, using barrel-shaped molecules called cucurbiturils, which act like molecular handcuffs. The strong adhesion between layers enabled by molecular handcuffs allows the gelatin batteries to stretch without losing conductivity.

The properties of gelatin batteries make them promising for future use in biomedical implants, as they are soft and conform to human tissue. "We can tailor the mechanical properties of the hydrogels to match human tissue," said Professor Oren Scherman, director of the Melville Laboratory for Polymer Synthesis, who led the research in collaboration with Professor George Malliaras from the Department of Engineering. "Because they do not contain rigid components like metals, a hydrogel implant would be less likely to be rejected by the body or cause scar tissue formation."

In addition to their softness, hydrogels are surprisingly durable. They can withstand pressure without permanent loss of original shape and self-regenerate when damaged.

Researchers plan future experiments to test hydrogels in living organisms and assess their suitability for various medical applications.

The research was funded by the European Research Council and the Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), part of UKRI. Oren Scherman is a fellow of Jesus College, Cambridge.

Source: University of Cambridge

Trouvez un hébergement à proximité

Heure de création: 18 juillet, 2024

Rédaction science et technologie

Notre Rédaction Science et Technologie est née d’une passion de longue date pour l’exploration, l’interprétation et la vulgarisation de sujets complexes auprès du grand public. Elle réunit des salariés et des bénévoles qui suivent depuis des décennies l’évolution de la science et de l’innovation technologique, des découvertes en laboratoire aux solutions qui transforment la vie quotidienne. Bien que nous écrivions au pluriel, chaque texte est rédigé par une personne réelle dotée d’une vaste expérience éditoriale et journalistique, ainsi que d’un profond respect pour les faits et les informations vérifiables.

Notre rédaction fonde son travail sur la conviction que la science est plus forte lorsqu’elle est accessible à tous. C’est pourquoi nous recherchons la clarté, la précision et la lisibilité, sans simplifications qui nuiraient à la qualité du contenu. Nous passons souvent des heures à étudier des recherches, des documents techniques et des sources spécialisées afin de présenter chaque sujet de manière à susciter l’intérêt du lecteur plutôt qu’à le surcharger. Dans chaque article, nous nous efforçons de relier les connaissances scientifiques à la vie réelle, en montrant comment les idées issues des centres de recherche, des universités et des laboratoires technologiques façonnent le monde qui nous entoure.

Notre longue expérience journalistique nous permet d’identifier ce qui est réellement important pour le lecteur, qu’il s’agisse de progrès dans l’intelligence artificielle, de découvertes médicales, de solutions énergétiques, de missions spatiales ou d’appareils qui entrent dans notre quotidien avant même que nous en imaginions les possibilités. Notre regard sur la technologie n’est pas uniquement technique ; nous nous intéressons aussi aux histoires humaines derrière les grandes avancées – chercheurs qui passent des années sur leurs projets, ingénieurs qui transforment des idées en systèmes fonctionnels, visionnaires qui repoussent les frontières du possible.

Un fort sentiment de responsabilité guide également notre travail. Nous voulons que le lecteur puisse avoir confiance dans les informations que nous fournissons, c’est pourquoi nous vérifions les sources, comparons les données et retardons la publication si un élément reste incertain. La confiance se construit plus lentement qu’une actualité ne s’écrit, mais nous croyons que seul un journalisme de cette rigueur a une valeur durable.

Pour nous, la technologie est plus qu’un ensemble d’appareils, et la science plus qu’une théorie. Ce sont des domaines qui stimulent le progrès, façonnent la société et offrent de nouvelles possibilités à tous ceux qui souhaitent comprendre comment le monde fonctionne aujourd’hui et où il se dirige demain. C’est pourquoi nous abordons chaque sujet avec sérieux mais aussi curiosité, car la curiosité est la porte d’entrée des meilleurs textes.

Notre mission est de rapprocher les lecteurs d’un monde qui change plus vite que jamais, avec la conviction qu’un journalisme de qualité peut servir de pont entre experts, innovateurs et tous ceux qui veulent comprendre ce qui se passe derrière les titres. Nous voyons là notre véritable tâche : transformer le complexe en compréhensible, le lointain en proche et l’inconnu en source d’inspiration.

AVIS À NOS LECTEURS
Karlobag.eu fournit des actualités, des analyses et des informations sur les événements mondiaux et les sujets d'intérêt pour les lecteurs du monde entier. Toutes les informations publiées sont fournies à titre informatif uniquement.
Nous soulignons que nous ne sommes pas des experts dans les domaines scientifique, médical, financier ou juridique. Par conséquent, avant de prendre toute décision basée sur les informations de notre portail, nous vous recommandons de consulter des experts qualifiés.
Karlobag.eu peut contenir des liens vers des sites externes de tiers, y compris des liens affiliés et des contenus sponsorisés. Si vous achetez un produit ou un service via ces liens, nous pouvons percevoir une commission. Nous n'avons aucun contrôle sur le contenu ou les politiques de ces sites et déclinons toute responsabilité quant à leur exactitude, leur disponibilité ou toute transaction effectuée via ces liens.
Si nous publions des informations sur des événements ou des ventes de billets, veuillez noter que nous ne vendons pas de billets, ni directement ni par l'intermédiaire. Notre portail informe uniquement les lecteurs des événements et des possibilités d'achat via des plateformes de vente externes. Nous mettons en relation les lecteurs avec des partenaires offrant des services de vente de billets, sans garantir leur disponibilité, leurs prix ou leurs conditions d'achat. Toutes les informations concernant les billets sont fournies par des tiers et peuvent être modifiées sans préavis. Nous vous recommandons de vérifier attentivement les conditions de vente auprès du partenaire choisi avant tout achat.
Toutes les informations sur notre portail peuvent être modifiées sans préavis. En utilisant ce portail, vous acceptez de lire le contenu à vos risques et périls.