یک پژوهش جدید که به همت «مائده محمدی فر» و «مریم رضایی» دانشمندان ایرانی انجام شده است، پتانسیل استفاده از پروبیوتیک ها را در ساخت باتری های جدید و حل شونده نشان می دهد.
به گزارش ایسنا به نقل از یورک الرت، در محموعه فیلم های «ماموریت غیرممکن»، یک جاسوس فوق العاده با بازی« تام کروز» از مافوق هایش دستور می گیرد تا دستگاه های گوناگونی که خود را در عرض پنج ثانیه نابود می کنند، مورد استفاده قرار دهد.
« سئوخیون شان چوی» (Seokheun Sean Choi) استاد «دانشگاه بینگهمتون» (Binghamton University) در طول ۲۰ سال گذشته درباره کاغذ الکترونیکی یک بارمصرف تحقیق کرده ولی سخت ترین بخش در ساخت قطعات الکترونیکی موسوم به« گذرا»، باتری است.
چوی گفت:قطعات الکترونیکی گذرا را می توان برای کاربردهای زیست پزشکی و زیست محیطی مورد استفاده قرار داد اما ابتدا باید به یک شیوه زیست ایمن تجزیه شوند. قطعا شما نمی خواهید بقایای سمی در بدن خود داشته باشید. به این نوع قطعات،« قطعات الکترونیکی زیست جذب پذیر» گفته می شود. چالش اصلی برای قطعات الکترونیکی گذرا یا زیست جذب پذیر، منبع تغذیه است اما بیشتر منابع تغذیه مانند باتری های لیتیوم- یونی شامل مواد سمی هستند.
چوی و گروهش از پژوهش های پیشین خود درباره باتری های زیستی درس هایی گرفتند و آن ها را در یک ایده جدید به کار بردند. آن ها در پژوهش جدید خود، پتانسیل استفاده از پروبیوتیک ها را نشان دادند. پروبیوتیک ها میکروارگانیسم های زنده ای هستند که در صورت مصرف، فوایدی را برای سلامتی دارند و برای محیط زیست یا انسان بی ضرر هستند.
دکتر« مائده محمدی فر» فارغ التحصیل آزمایشگاه چوی در بیوالکترونیک و میکروسیستم ها، پیل سوختی حل شونده اولیه را طی دوران دانشجویی خود در دانشگاه بینگهمتون ابداع کرد.
چوی گفت: ما از باکتری های شناخته شده تولیدکننده برق استفاده کردیم که در سطح اول ایمنی زیستی قرار دارند و به همین دلیل بی خطر هستند ولی مطمئن نبودیم که اگر این باکتری ها در طبیعت رها شوند، چه رخ می دهد. هر زمان که در نشست ها سخن رانی می کردم، مردم می پرسیدند:پس شما از باکتری استفاده می کنید؟ آیا می توانیم با خیال راحت از آن استفاده کنیم؟
« مریم رضایی» دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه بینگهمتون، این پژوهش جدید را با استفاده از ترکیب ۱۵ پروبیوتیک از پیش ساخته شده سرپرستی کرد.
چوی گفت: به خوبی مشخص شده است که پروبیوتیک ها ایمن و زیست سازگار هستند اما ما مطمئن نبودیم که آیا آنها قابلیت تولید برق دارند یا خیر. نتایج اولیه ناامیدکننده بودند ولی ما تسلیم نشدیم. ما با استفاده از پلیمر و برخی نانوذرات، سطح یک الکترود را مهندسی کردیم که ممکن است برای باکتری ها مناسب تر باشد. هدف ما این بود که به صورت فرضی رفتار الکتروکاتالیستی پروبیوتیک ها را بهبود ببخشیم و به آنها قدرت بیشتری بدهیم.
الکترود اصلاح شده ، متخلخل و زبر بود. به همین دلیل، شرایط بسیار خوبی را برای اتصال و رشد باکتری ها فراهم میکرد و قابلیت الکتروژنیک ریزارگانیسم ها را بهبود می بخشید. پوشش کاغذ حل شونده با یک پلیمر حساس به پی اچ پایین- به این معنی که فقط در یک محیط اسیدی مانند یک منطقه آلوده یا دستگاه گوارش انسان کار می کند- خروجی ولتاژ و مدت زمان کارکرد باتری را افزایش داد.
اگرچه پروبیوتیک ها فقط مقدار کمی برق تولید کردند اما چوی این آزمایش ها را بعنوان یک اثبات مفهوم برای خود و دانشجویان آینده می بیند تا براساس آن کار کنند. او افزود: تحقیقات دیگری باید انجام شود. ما از ترکیبات پروبیوتیک استفاده کردیم اما من می خواهم به صورت جداگانه مطالعه کنم که کدام یک از آنها ژن های الکتریکی اضافی دارند و چگونه تعاملات هم افزایی میتواند تولید برق را بهبود ببخشد. ما در این پژوهش، یک واحد باتری زیستی را نیز ابداع کردیم. من می خواهم آن ها را به صورت سری یا موازی به هم متصل کنم تا تولید برق را بهبود ببخشم.
این پژوهش در مجله «Small» به چاپ رسید.
- 10
- 2
