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

Znajdź nocleg w pobliżu

Czas utworzenia: 18 lipca, 2024

Redakcja nauki i technologii

Nasza Redakcja Nauki i Technologii powstała z wieloletniej pasji do badania, interpretowania i przybliżania złożonych tematów zwykłym czytelnikom. Piszą u nas pracownicy i wolontariusze, którzy od dziesięcioleci śledzą rozwój nauki i innowacji technologicznych – od odkryć laboratoryjnych po rozwiązania zmieniające codzienne życie. Choć piszemy w liczbie mnogiej, za każdym tekstem stoi prawdziwa osoba z dużym doświadczeniem redakcyjnym i dziennikarskim oraz głębokim szacunkiem dla faktów i informacji możliwych do zweryfikowania.

Nasza redakcja opiera swoją pracę na przekonaniu, że nauka jest najsilniejsza wtedy, gdy jest dostępna dla wszystkich. Dlatego dążymy do jasności, precyzji i zrozumiałości, unikając uproszczeń, które mogłyby obniżyć jakość treści. Często spędzamy godziny, analizując badania, dokumenty techniczne i źródła specjalistyczne, aby każdy temat przedstawić w sposób ciekawy, a nie obciążający. W każdym tekście staramy się łączyć wiedzę naukową z codziennym życiem, pokazując, jak idee z ośrodków badawczych, uniwersytetów i laboratoriów technologicznych kształtują świat wokół nas.

Wieloletnie doświadczenie dziennikarskie pozwala nam rozpoznać to, co dla czytelnika naprawdę ważne – niezależnie od tego, czy chodzi o postępy w sztucznej inteligencji, odkrycia medyczne, rozwiązania energetyczne, misje kosmiczne czy urządzenia, które trafiają do naszego życia codziennego, zanim zdążymy pomyśleć o ich możliwościach. Nasze spojrzenie na technologię nie jest wyłącznie techniczne; interesują nas także ludzkie historie stojące za wielkimi osiągnięciami – badacze, którzy latami dopracowują projekty, inżynierowie zamieniający idee w działające systemy oraz wizjonerzy przesuwający granice możliwości.

W naszej pracy kieruje nami również poczucie odpowiedzialności. Chcemy, by czytelnik mógł zaufać informacjom, które podajemy, dlatego sprawdzamy źródła, porównujemy dane i nie spieszymy się z publikacją, jeśli coś nie jest całkowicie jasne. Zaufanie buduje się wolniej niż pisze wiadomość, ale wierzymy, że tylko taki dziennikarski wysiłek ma trwałą wartość.

Dla nas technologia to coś więcej niż urządzenia, a nauka to coś więcej niż teoria. To dziedziny, które napędzają postęp, kształtują społeczeństwo i otwierają nowe możliwości dla wszystkich, którzy chcą zrozumieć, jak działa świat dziś i dokąd zmierza jutro. Dlatego podchodzimy do każdego tematu z powagą, ale i z ciekawością – bo to właśnie ciekawość otwiera drzwi najlepszym tekstom.

Naszą misją jest przybliżanie czytelnikom świata, który zmienia się szybciej niż kiedykolwiek wcześniej, w przekonaniu, że rzetelne dziennikarstwo może być mostem między ekspertami, innowatorami i wszystkimi, którzy chcą zrozumieć, co dzieje się za nagłówkami. W tym widzimy nasze właściwe zadanie: przekształcać to, co złożone, w zrozumiałe, to, co odległe, w bliskie, a to, co nieznane, w inspirujące.

UWAGA DLA NASZYCH CZYTELNIKÓW
Karlobag.eu dostarcza wiadomości, analizy i informacje o globalnych wydarzeniach oraz tematach interesujących czytelników na całym świecie. Wszystkie opublikowane informacje służą wyłącznie celom informacyjnym.
Podkreślamy, że nie jesteśmy ekspertami w dziedzinie nauki, medycyny, finansów ani prawa. Dlatego przed podjęciem jakichkolwiek decyzji na podstawie informacji z naszego portalu zalecamy konsultację z wykwalifikowanymi ekspertami.
Karlobag.eu może zawierać linki do zewnętrznych stron trzecich, w tym linki afiliacyjne i treści sponsorowane. Jeśli kupisz produkt lub usługę za pośrednictwem tych linków, możemy otrzymać prowizję. Nie mamy kontroli nad treścią ani politykami tych stron i nie ponosimy odpowiedzialności za ich dokładność, dostępność ani za jakiekolwiek transakcje przeprowadzone za ich pośrednictwem.
Jeśli publikujemy informacje o wydarzeniach lub sprzedaży biletów, prosimy pamiętać, że nie sprzedajemy biletów ani bezpośrednio, ani poprzez pośredników. Nasz portal wyłącznie informuje czytelników o wydarzeniach i możliwościach zakupu biletów poprzez zewnętrzne platformy sprzedażowe. Łączymy czytelników z partnerami oferującymi usługi sprzedaży biletów, jednak nie gwarantujemy ich dostępności, cen ani warunków zakupu. Wszystkie informacje o biletach pochodzą od stron trzecich i mogą ulec zmianie bez wcześniejszego powiadomienia.
Wszystkie informacje na naszym portalu mogą ulec zmianie bez wcześniejszego powiadomienia. Korzystając z tego portalu, zgadzasz się czytać treści na własne ryzyko.