Elektrikli Yılan Balıklarından İlham Alan Araştırmacılar, Esnek ve Kendini Onaran Piller Geliştirdi

Cambridge Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, yumuşak, esnek ve hatta kendini onarabilen yeni bir pil türü geliştirdiler – giyilebilir teknoloji, yumuşak robotik ve hatta tıbbi implantlar için heyecan verici olanaklar sunuyor. Bulguları, 17 Temmuz’da Science Advances dergisinde yayınlandı.

Elektrikli yılanın elektrik üretme yeteneğinden ilham alarak, ekip elektriği ileten katmanlı bir yapıya sahip jelimsi piller oluşturdu. Bu “jeli piller”, iletkenliklerini kaybetmeden orijinal uzunluklarının on katına kadar gerilebilir.

Bu yenilik, geleneksel olarak yüksek iletkenlik ve esneklik özelliklerinin malzemelerde karşıt özellikler olduğu düşünüldüğünde, önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor.

Ancak araştırmacılar, bu pilin hidrojellerden, yani yüzde 60’dan fazla su içeren polimerlerin 3D ağlarından yapılması sayesinde bu zorluğun üstesinden gelebildiler. Sırlar, moleküler kelepçe olarak hareket eden küçük moleküller olan cucurbiturils adlı moleküllerde yatıyor. Bu kelepçeler, hidrojel katmanları arasında güçlü, tersine çevrilebilir bağlar oluşturur, böylece pilin parçalanmadan ya da elektriği iletme yeteneğini kaybetmeden gerilemesine izin verirler.

Geleneksel elektronikler sert metalik malzemeleri ve elektronları yük taşıyıcı olarak kullanırken, jel piller elektrikli yılan balıklarına benzer şekilde iyonları yük taşıyıcı olarak kullanır.

Ayrıca, yumuşak olmalarına rağmen, hidrojeller şaşırtıcı derecede sağlamdır. Onlar sıkıştırılabilir ve orijinal şekillerine geri dönebilirler ve hatta hasar gördükten sonra kendilerini iyileştirebilirler.

Jel pillerinin ana avantajı, onları insan vücudundaki gelecek implantlar için oldukça umut verici kılan yumuşak, doku benzeri özelliklerindedir. Araştırmayı yöneten Profesör Oren Scherman, açıklıyor: “Hidrojellerin mekanik özelliklerini, insan dokusuna uyacak şekilde özelleştirebiliriz, […] Metal gibi sert bileşenler içermedikleri için, bir hidrojel implantın vücut tarafından reddedilme olasılığı ya da skar dokusu oluşumu çok daha düşük olacaktır.”

Bu jel pillerinin tıpta gerçekten potansiyellerini yaşayıp yaşayamayacağını görmek için, araştırmacılar canlı organizmalarda sonraki aşama deneyler planlıyorlar. Bu testler, hidrojellerin canlı organizmalarda yerleştirilerek çeşitli tıbbi uygulamalar için güvenliklerini ve etkinliklerini değerlendirmeyi içerecek.