Graphen für die Weiterentwicklung der Biotelemetrie

Graphen floriert offensichtlich in der Nanotechnologie-Industrie und nähert sich nun seinem Potenzial in der medizinischen Anwendung an. Vor kurzem hat ein Forscherteam des Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) die kleinste Batterie der Welt entwickelt.

Der Bau einer Batterie mit der Größe eines Reiskorns ist wirklich eine große Sache, die in der Welt der Biotelemetrie einen Durchbruch bedeuten könnte. Diese Batterie besteht zum Teil aus fluoriertem Graphen und wurde bereits erfolgreich eingesetzt, um die Entwicklung von Lachsen in Flüssen zu verfolgen. Die Zugabe von Fluorid zu Graphen verbessert seine elektrochemischen Eigenschaften, so dass es höhere Spannungen halten kann und eine effektivere Entladung ermöglicht. Die bisher in dem Experiment verwendeten Sensoren funktionieren nur kurzfristig und können die Fische nicht während ihrer gesamten Wanderung verfolgen.

Jie Xao, einer der PNNL-Ingenieure, war der Konstrukteur der Graphen-basierten Mikrobatterie. Die Batterie wurde Schicht für Schicht übereinander gelegt und dann wie eine Gelee-Rolle aufgewickelt. Die Schichten dienten als Trennwände zwischen einer Anode auf Lithiumbasis und einem fluorierten Graphen. Auf diese Weise konnte die Oberfläche der Elektroden maximiert werden, ohne dass die Batterie größer wurde. Die Batterie ist in der Lage, ein 744-Mikrosekunden-Signal, das alle drei bis fünf Sekunden übertragen wird, etwa einen Monat lang mit Strom zu versorgen. Für die Entwicklung einer Mikrobatterie mit dieser Kapazität benötigte die Gruppe von Z. Daniel Zeng drei Jahre.

Diese Technologie ist ein wichtiger Schritt für den Fortschritt in der medizinischen Wissenschaft, bei der Verfolgung bestimmter Aspekte der Gesundheit einer Person, in der externen Medizin und bei implantierbaren medizinischen Geräten. Diese Geräte halten in der Regel nicht lange genug, um die erforderliche Kapazität zu erreichen. Diese Probleme bei der Entwicklung implantierbarer medizinischer Geräte können mit dieser Mikrobatterie auf der Grundlage von fluoriertem Graphen gelöst werden, die von einem Team des Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) hergestellt wurde.

Wenn diese Mikrobatterie zu einem zuverlässigen Bestandteil medizinischer Geräte weiterentwickelt wird, könnte die Überwachung des inneren Zustands von Patienten bequemer und effizienter werden.