No Missão: Impossível Filmes, Superspy Ethan Hunt-interpretado por Tom Cruise-recebe ordens de seus superiores em vários dispositivos que se autodestruem em cinco segundos.
A eletrônica poderia se desintegrar em nada na vida real? O professor da Universidade de Binghamton, Seokheun, “Sean” Choi pesquisou “Papertronics” descartáveis nos últimos 20 anos, mas a parte mais difícil de fazer os chamados eletrônicos transitórios é a bateria.
“Os eletrônicos transitórios podem ser usados para aplicações biomédicas e ambientais, mas devem se desintegrar de maneira biossafe”, disse Choi, membro do corpo docente da Faculdade de Engenharia de Engenharia de Thomas J. Watson e engenharia elétrica e de computadores.
“Você não quer ter resíduos tóxicos dentro do seu corpo. Esse tipo de dispositivo é chamado de eletrônica biorresorbável. Para eletrônicos transitórios ou biorresorbáveis, o principal desafio é a fonte de energia-mas a maioria das fontes de energia, como as baterias de íon de lítio, incluem material tóxico”.
Choi e sua equipe de pesquisa de estudantes tiveram lições de suas pesquisas anteriores sobre biobateriais e aplicaram esse conhecimento a uma nova idéia: em um artigo publicado recentemente no diário Pequenoeles mostram o potencial do uso de probióticos – microorganismos vivos que oferecem benefícios à saúde quando ingeridos, mas são inofensivos ao meio ambiente ou aos seres humanos.
Maedeh Mohammadifar, PhD ’20, formado no laboratório de Bioeletrônica e Microssistemas de Choi, desenvolveu a célula de combustível microbiana dissolvível original durante seu tempo como estudante de Binghamton.
“Utilizamos bactérias bem conhecidas produtoras de eletricidade, que estão dentro do nível 1 da biossegurança, por isso é seguro-mas não tínhamos certeza do que aconteceria se essas bactérias fossem liberadas na natureza”, disse Choi. “Mas sempre que eu fazia apresentações em conferências, as pessoas perguntavam: ‘Então, você está usando bactérias? Podemos usar isso com segurança?'”
A atual estudante de doutorado Maryam Rezaie liderou a pesquisa mais recente usando uma mistura pré -fabricada de 15 probióticos.
“Está bem documentado que os probióticos são seguros e biocompatíveis, mas não tínhamos certeza se esses probióticos têm capacidade de produção de eletricidade”, disse Choi. “Havia uma pergunta, então ela fez muitas experiências sobre isso”.
Os primeiros resultados se mostraram pouco promissores, acrescentou, mas “não desistimos. Nós projetamos em uma superfície de eletrodo que pode ser preferível às bactérias, usando polímero e algumas nanopartículas para melhorar hipoteticamente o comportamento eletrocatalítico dos probióticos e dar -lhes um impulso”.
O eletrodo modificado era poroso e áspero, que oferecia excelentes condições para as bactérias se conectarem e crescerem, e isso melhorou a capacidade eletrogênica dos microorganismos. Caminhar o papel dissolvida com um polímero sensível ao pH baixo-o que significa que ele funcionará apenas em um ambiente ácido, como uma área poluída ou o sistema digestivo humano-aumentou a saída de tensão e a duração que a bateria operou.
Embora eles tenham produzido apenas uma pequena quantidade de poder, Choi analisa os experimentos como uma prova de conceito para ele e futuros estudantes.
“Outras pesquisas devem ser feitas”, disse ele. “Usamos misturas probióticas, mas quero estudar individualmente quais têm genes elétricos extras e como as interações sinérgicas podem melhorar a geração de energia. Além disso, nesta pesquisa, desenvolvemos em uma única unidade de uma biobateria. Quero contatá -los em série ou paralelo para melhorar o poder”.