饿了别叫妈,或许你可以咬一口这块电池!


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材料牛注:亚利桑那州立大学的研究者们用常见的食物,诸如奶酪、鸡蛋、功能饮料等等做出了一个可食用的超级电容,并认为它可以杀菌,未来可以在生物设备上找到用武之地。

可食用的超级电容包括外壳、集流器、电极、电解质以及离子交换膜等结构。从食物中或得的活性炭可以和蛋白质相结合,并且可以用作以金箔为集流器的电容结构。

同时,这两种物质都有着优良的导电性和化学稳定性,是制作电容的理想材料。此外,在流动的电解质溶液中通常具有高浓度的钠钾离子和柠檬酸,这种液体成分可以提供优良离子导电性。而离子交换膜可以放心地交给海藻,一片海藻叶就可以使将两个电极有效的分开,其多层结构在允许电解液和离子渗透穿过同时,可以阻止电极相互接触。最后,外壳的重任可以通过明胶层来解决,一片小小的芝士面包就可以达到目的,并且有效的防治电解液被吸收。

在实验检测中,可食用的超级电容器表现出了良好的性能,工作1000次的充放电循环之后可以保持92%的电容,而且只有很少的损耗。作为典型的可食用电容器,一种三电容装置的电容器就像一个运动的胃部,通过“消化”能量提供LED灯的发光。在“消化”完能量之前,这个装置可以提供三分钟的光亮。

此外,科学家们正在研究表面改性和溶胶的交联,希望可以明显地提高“消化”时电容器中明胶的使用寿命。这个装置还可以用于内窥镜的供电,并且通过电流杀死细菌。科学家下一步考虑采用无线充电系统,这种系统可以利用人体的运动来充电。

机械学院副教授Hanqing Jiang介绍,“我们已经知晓从食物中制作电子设备。它的主要用途或许是满足医生的需求”。Jiang的实验室正在寻求突破所有的电子设备,例如锂电池,即使被拉伸也不会丧失能量。

目前,一些其他的食物材料也在探究在电子领域的应用,包括使用味精作为添加剂来增强电解质离子浓度,淀粉纤维作为粘合剂,蔬菜和功能饮料作为液态电解质,酱料、果冻、奶酪做为凝胶态的电极,软糖作为外壳材料。

论文地址:Food-Materials-Based Edible Supercapacitors

本文参考地址:Edible Electronics: An All-Food Supercapacitor for Medical Applications

感谢材料人编辑部顾玥提供素材

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