เคมบริดจ์พัฒนา "แบตเตอรี่เจลลี่" ยืดหยุ่น ทนทาน อาจฝังในร่างกายมนุษย์ได้
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษ ได้คิดค้นแบตเตอรี่แบบยืดหยุ่นชนิดใหม่ที่มีคุณสมบัติคล้ายเจลลี่และสามารถซ่อมแซมตัวเองได้ โดยกล่าวว่ามีความปลอดภัยและอาจนำไปประยุกต์ใช้ในด้านต่าง ๆ เช่น นำไปใช้กับอุปกรณ์สวมใส่ นำไปใช้เป็นหุ่นยนต์แบบอ่อนนุ่ม หรือแม้กระทั่งปลูกถ่ายในสมอง เพื่อส่งยาหรือรักษาอาการต่าง ๆ ในมนุษย์ เช่น โรคลมบ้าหมู เป็นต้น
แบตเตอรี่เจลลี่นี้ได้รับแรงบันดาลใจมาจากกล้ามเนื้อที่เรียกว่า อิเล็กโทรไซต์ (Electrocytes) ซึ่งเป็นกล้ามเนื้อแบบพิเศษของปลาไหลไฟฟ้าที่สร้างประจุไฟฟ้าเพื่อช็อตเหยื่อให้มึนงง โดยตัวแบตเตอรี่เจลลี่ จะใช้ไอออนในการพาประจุเช่นเดียวกับปลาไหลไฟฟ้า แทนการใช้โลหะแข็งที่มีอิเล็กตรอนเป็นตัวพาประจุ เหมือนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบเดิม
แบตเตอรี่เจลลี่มีลักษณะภายนอกเป็นโครงสร้างชั้น ๆ ทำมาจากไฮโดรเจล ซึ่งเป็นพอลิเมอร์แบบ 3 มิติที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบมากกว่าร้อยละ 60 แต่ละชั้นยึดติดกันด้วยพันธะเคมีที่แข็งแรง ทำให้แบตเตอรี่เจลลี่สามารถยืดออกได้โดยไม่แยกชั้นออกจากกัน และที่สำคัญคือไม่มีการสูญเสียสภาพนำไฟฟ้าใด ๆ
นวัตกรรมนี้ถือว่าเป็นอีกหนึ่งความก้าวหน้าที่สำคัญ เนื่องจากปกติแล้ววัสดุที่มีคุณสมบัติการยืดหยุ่นสูงมักจะนำไฟฟ้าได้ไม่ดีนัก แต่แบตเตอรี่เจลลี่นี้ มีความยืดหยุ่นสูงและนำไฟฟ้าได้ดี โดยนักวิจัยเผยว่ามันสามารถยืดออกได้มากกว่า 10 เท่าของขนาดเดิมโดยไม่สูญเสียสภาพนำไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีความทนทานเป็นพิเศษอีกด้วย สามารถทนต่อแรงกดได้โดยไม่เสียรูปทรงอย่างถาวร และมีคุณสมบัติซ่อมแซมตัวเองได้ เมื่อได้รับความเสียหาย
คุณสมบัติต่าง ๆ ของแบตเตอรี่เจลลี่เหล่านี้ ทำให้มีแนวโน้มสูงที่จะสามารถใช้เป็นวัสดุปลูกถ่ายทางชีวการแพทย์ เนื่องจากมีความนุ่ม และสามารถเข้ากับเนื้อเยื่อของมนุษย์ได้ สอดคล้องกับความคิดเห็นของ ศาสตราจารย์โอเรน เชอร์แมน (Oren Scherman) ผู้อำนวยการของห้องปฏิบัติการเมลวิลล์เพื่อการสังเคราะห์โพลีเมอร์ (Melville Laboratory for Polymer Synthesis) ของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ที่กล่าวว่า “เราสามารถปรับแต่งคุณสมบัติเชิงกลของไฮโดรเจลให้เข้ากับเนื้อเยื่อของมนุษย์ได้ เนื่องจากไฮโดรเจลไม่มีส่วนประกอบแข็ง เช่น โลหะ จึงมีโอกาสน้อยมากที่ร่างกายจะปฏิเสธหรือสร้างแผลเป็น”
สำหรับการศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Science Advances ฉบับวันที่ 17 กรกฎาคม 2024 อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันแบตเตอรี่เจลลี่นี้ยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา โดยทีมวิจัยกำลังวางแผนการทดลองเพื่อทดสอบแบตเตอรี่เจลลี่ในสิ่งมีชีวิต โดยหวังว่าจะสามารถนำไปใช้ในทางการแพทย์ได้ในอนาคต
ที่มาข้อมูล InterestingEngineering, Independent, Science
ที่มารูปภาพ EurekAlert