Duitse onderzoekers slaagden erin om een batterij te bouwen ter grootte van een stofdeeltje.

Langzaam maar zeker werkt de wetenschap toe naar elektronica die in ons lichaam worden geplaatst. De mini-systemen kunnen daar bijvoorbeeld medicijnen afleveren, metingen in het bloed verrichten, of in de kleinste uithoeken van ons lichaam speuren naar aanwijzingen voor allerlei ziektes. Om die van stroom te kunnen voorzien, zijn er superkleine, maar krachtige batterijen nodig en die zijn door wetenschappers van de Technische Universiteit van Chemnitz ontwikkeld.

Lees ook:

• Robots kunnen elektrische auto’s demonteren
• Motorfabrikanten gaan voor de wisselbatterij

Nanobatterij

Het gaat om zogenoemde nano-supercapacitors (nBSC), conventionele condensatoren, maar dan minder dan een millimeter groot. Die zijn op zich al lastig te ontwikkelen, maar ze moeten ook nog eens veilig door ons lichaam kunnen zwerven en met normale batterijen – die onder meer een nogal giftig elektrolyt aan boord hebben – is dat niet verstandig.

Zogenoemde biosupercapacitors (BSC’s) zijn de oplossing. Ze zijn volgens de onderzoekers volledig biocompatibel en kunnen dus veilig in het lichaam worden gebruikt. Ze worden geproduceerd met een nieuwe methode, de origami structure technology, waarbij de verschillende onderdelen van de accu zichzelf opvouwen tot een batterijtje van 0,001 mm³. Kleiner dan een stofkorrel en daarmee 3000 keer kleiner dan voorgaande modellen.

Bemoedigend

De nBSC’s werden getest in een zoutoplossing, bloedplasma, en bloed. In alle gevallen kon de batterij voldoende energie vasthouden. Maar in bloed werkte de minibatterij het beste; na 16 uur was er nog 70 procent van de oorspronkelijke lading over.

Het team gebruikte drie aan elkaar gekoppelde BSC’s om met succes een minuscule pH-sensor van stroom te voorzien. Die kan in bloedvaten worden losgelaten om de pH te meten en afwijkingen te detecteren die zouden kunnen wijzen op bijvoorbeeld een tumor.

“Het is zeer bemoedigend om te zien hoe nieuwe, uiterst flexibele en adaptieve micro-elektronica z’n intrede doet in de geminiaturiseerde wereld van biologische systemen,” zegt hoofdonderzoeker Oliver G. Schmidt.

Bronnen: Nature Communications, Chemnitz University of Technology, New Atlas

Beeld: Chemnitz University of Technology

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!