林子恩老師實驗室團隊,開發食用的電池,應用在醫療輔助裝置上。因消化系統處於人體體內與體外之間的介面,因此若能研發可食用電池,便可在非侵入性的情形下提供電源給醫療裝置。另外電池誤食一直是嬰幼兒常發生的意外,因此,開發可食用或是可消化及可吸收的電源將是一個很重要的課題。目前傳統鈕扣水銀電池仍然是小型醫療裝置的電源首選,然而它卻有電解液洩漏的風險,若與皮膚長時間接觸,可能導致潰爛,因此開發安全且可靠的電源將成為發展消化道醫療裝置的急需解決的問題。
本研究是利用氯化鉀鹽類濃度梯度差的原理,搭配可食用且具有微孔洞的洋菜膠做為主體,兩塊洋菜膠主體中間,有一層結蘭膠作為陽離子選擇膜,而產生電能,因此不須有毒電解液與金屬。雖說直接吞食電池本體會因體積太大而不太可行,但是未來使用在口腔內的裝置非常適合。當電池電能釋放完後,計畫利用奈米發電機來充電,使電池能再利用。本計畫預計研發的生物相容性高的奈米發電機系統為摩擦發電式奈米發電機。它是利用摩擦起電的效應來設計發電(充電)的元件。經過初步的測試,我們可用此電池來殺死大腸桿菌,透過串聯兩組電池,並對細菌菌液施加電壓,通電10分鐘後已有效果,預計未來能發展為高科技醫材。
實驗原理: