| 내용 |
메릴랜드 대학 연구팀은 완전히 새로운 종류의 배터리를 발명했다. 그것은 인체가 사용하는 것과 같은 종류의 전기 에너지를 생산하기 때문에 생체에 적합하다. 일반 배터리에서 전달되는 전기 에너지 또는 전류는 움직이는 전자의 형태이다. 배터리 밖으로 전자가 흐르는 것은 양이온을 배터리의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 이동시켜 생성된다. 이 새로운 장치는 그 반대이다. 개발된 배터리는 이온의 흐름으로 에너지를 전달하기 위해 장치 내에서 전자를 움직인다. 이것은 인체와 모든 생물체에서 이온 전류를 통해 전기가 생성되는 방식이다. 이온 전류 생성 배터리가 발명된 것은 이번이 처음이다. 일반적인 배터리에서 전자는 전선를 통해 인터페이스 전자 장치로 흐르고 이온은 배터리 분리막을 통해 흐른다. 이 설계에서는 전통적인 배터리가 전자적으로 단락된다. 즉, 전자가 금속 전선을 통해 흐르는 것을 의미한다. 그러면 이온은 외부 이온 케이블을 통해 흐른다. 이 경우, 이온 케이블의 이온은 생체 시스템과 상호 작용할 수 있다. 잠재적인 응용 분야는 알츠하이머 병 및 우울증과 같은 의학적 문제를 예방 및 치료할 수 있는 상호 작용 및 미세 조정 조작을 위한 차세대 장치 개발을 포함할 수 있다. 연구팀은 새로운 배터리가 살아있는 세포에 전류를 전달하는지 테스트하기 위해 생물학적 실험을 수행했다. 이 배터리는 암이나 다른 의학적 질병을 보다 정확하게 치료할 수 있는 방법으로 장애인을 위한 의료 기기 개발이나 연구 및 임상 환경에서의 약물 및 유전자 전달 도구의 효율 향상에 사용될 수 있다. 배터리에는 에너지를 저장하기 위해 잔디를 사용하는 또 다른 특이한 기능이 있다. 배터리를 만들기 위해 연구팀은 켄터키 블루그래스 (Kentucky bluegrass) 블레이드 (blade)를 리튬 염 용액에 담갔다. 영양분이 움직일 때, 잔디 블레이드는 용액을 지키기에 이상적인 도관이었다. 배터리는 두 개의 유리관처럼 보이며 각각 내부에 잔디 잎이 있고 맨 위에 얇은 금속선으로 연결되어 있다. 전선은 저장된 에너지가 천천히 방전됨에 따라 전자가 흘러 나와 배터리의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 이동하는 곳이다. 각 유리관의 다른 끝에는 이온 전류가 흐르는 금속 팁이 있다. 연구팀은 리튬 이온을 흘린 면직물의 한쪽 끝과 중간에 푸른색으로 염색한 구리 이온 점으로 배터리의 끝을 만져서 이온 전류가 흐르고 있음을 증명했다. 이온 전류에 부딪혀 구리가 음전하를 띤 극으로 이동했다. 살아있는 세포가 이온 전류로 작동하기 때문에 과학자들은 이전에 전자 전류를 이온 전류에 패치하는 방법을 찾아내려고 노력해 왔다. 문제는 전자 전류가 전자 시스템과 이온 시스템 사이의 간격을 뛰어 넘기 위해 특정 전압에 도달해야 한다는 것이다. 그러나 살아있는 시스템의 이온 전류는 매우 낮은 전압에서 흐른다. 따라서 전자 유도 전류가 너무 커서 뇌 또는 근육을 움직일 수 없다. 그러나 이온 전류는 소켓의 플러그처럼 쉽게 흐를 수 있으며 모든 전압에서 작동할 수 있다. 연구팀이 새로운 용도로 천연 소재를 테스트한 것은 이번이 처음은 아니다. 연구팀은 배터리로 셀룰로오스 및 식물 재료를 연구하여 잎과 나무로 만든 배터리와 수퍼 커패시터를 만들었다. 좋은 이온 케이블을 결정하기 위해서는 전도성이 높고 기계적 특성은 강해야 한다. 또한 좋은 기계적 강도와 이온 전도도를 가진 소금 용액으로 적신 면실을 시험해 보았다. 그러나 용액이 실의 바깥쪽에 있기 때문에 염 용액이 쉽게 증발한다. 잔디 속에 있는 마이크로 채널은 소금 용액을 담을 수 있어 안정적인 이온 전도체가 된다. 자극을 받으면 형광을 생성하는 세포 배양기로 배터리의 이온 전류 방출 끝을 찔렀다. 30 분 후에 배양물에 있는 모든 세포가 발광되어 이온 전류가 성공적으로 침투했다는 것을 의미했다. 이온 전류 배터리의 발명은 큰 도약이며 의학의 여러 측면에 혁명을 일으킬 수 있다. 이 연구는 매우 창의적이며 그 주요 가치는 다른 위험을 제기하지 않으면 서 바이오 시스템에 이온 흐름을 전달하는데 있다. 결과적으로, 연구의 효과는 보다 직접적이고 효율적으로 세포와 유기체와 상호 작용하는 보다 작고 생체 친화적 인 접합 물질이 발견될 수 있는지에 달려 있다. 연구팀은 생산할 수 있는 이온 전류 전자 배터리의 종류를 다양화할 계획이다. 셀룰로오스, 하이드로 겔 및 폴리머로 다중 이온 전도체를 개발하고 있다. |
