Аккумуляторы для носимых устройств или медицинских имплантатов должны обладать несколькими свойствами. Они должны быть гибкими и сохранять функциональность при изгибе или скручивании, и в идеале они не должны содержать вредных для организма веществ. Пока что имеющиеся аккумуляторы не удовлетворяют последнему требованию и нуждаются в специальной упаковке, предотвращающей утечку реагентов при контакте с тканями — что зачастую делает их громоздкими и жёсткими. Всё же группа исследователей в Китае разработала новый тип гибкой батареи, не содержащей опасных химикатов.
Вместо токсичных коррозийных электролитов исследователи использовали такие соединения натрия, как сульфат натрия (который в прошлом использовался как слабительное), а также раствор соли. Хотя по-прежнему желательно избегать утечки этих растворов и попадания их в организм, всё же, они не представляют такого риска как вещества, используемые в обычных аккумуляторах. При отсутствии дополнительной защиты от утечек аккумуляторы сохраняют гибкость.
Исследователи предложили два варианта — модель в виде ленты и на основе нанотрубок. Лучшие результаты из трёх опробованных электролитов показал сульфат натрия, и его характеристики сравнимы с литий-ионными батареями такого же размера. Параметры ленточной батареи не ухудшились даже после сотни сгибов под разными углами.
Способность этих аккумуляторов работать на содержащих натрий жидкостях означает, что в перспективе они смогут работать и на биологических жидкостях, таких как пот. Также исследователи нашли дополнительное применение для модели аккумулятора на нанотрубках. Обнаружив, что нанотрубки ускоряют превращение растворённого кислорода в гидроксид-ионы, что отрицательно влияет на мощность батареи, они сумели извлечь пользу из этого недостатка — немного изменив способ применения батареи. «Мы можем имплантировать эти имеющие форму волокон электроды в тело для значимого поглощения кислорода, особенно в те области куда с трудом проникают лекарства в виде инъекций, — говорит исследователь Йонгганг Ванг. — Деоксигенирование способно даже уничтожать раковые клетки или патогенные бактерии, поскольку они очень чувствительны к изменению уровня pH в своём окружении. Пока это скорее теория, но мы надеемся продолжить исследования совместно с биологами и медиками».
Работа была опубликована в журнале Chem.