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U.S. Forscher stellen eine neue Bakterie-betriebene Papierbatterie her

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Forscher von der staatlichen Universität von New York, Binghamton, haben eine neue Papierbatterie entwickelt, die auf Bakterien läuft.

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Nach Ansicht der Forscher konnte die Batterie unentbehrliches in den entlegenen Gebieten der Welt oder in den Regionen prüfen, die unter Naturkatastrophen oder Unfällen leiden.

„Papier hat einzigartige Vorteile als Material für Biosensors,“ sagt Teamführung Seokheun Choi. „Sie ist billig flexibel, Wegwerf-, und hat eine hohe Fläche. Jedoch erfordern hoch entwickelte Sensoren eine Stromversorgung. Handelsbatterien sind zu kostspielig und teuer, und sie können nicht in Papiersubstrate integriert werden. Die beste Lösung ist eine Papierbio-batterie.“

Forscher haben vorher Wegwerfpapierbiosensors für billige und bequeme Diagnose von Krankheiten und von Gesundheitszuständen sowie für die Entdeckung von Schadstoffen in der Umwelt entwickelt.

Viele solchen Geräte beruhen auf Farbänderungen, um ein Ergebnis zu melden, aber sie sind häufig nicht sehr empfindlich. Um Empfindlichkeit aufzuladen, benötigen die Biosensors eine Stromversorgung.

Chois Ziel war, ein billiges Papier zu entwickeln, das durch Bakterien batteriebetrieben ist, die in diese Einweggeräte leicht enthalten werden konnten.

Er und sein Team stellten folglich eine Papierbatterie her, indem er Dünnschichten von Metallen und von anderen Materialien auf eine Papieroberfläche druckte.

Sie setzten dann gefriertrocknete ‚exoelectrogens‘ auf das Papier. Exoelectrogens sind eine spezielle Art Bakterien, die Elektronen außerhalb ihrer Zellen übertragen können.

Die Elektronen, die erzeugt werden, wenn die Bakterien Energie für selbst machen, Durchlauf durch die Zellmembran. Sie können Kontakt mit externen Elektroden dann aufnehmen und die Batterie antreiben.

Die Forscher behaupten, dass die Batterie durch das Addieren des Wassers aktiviert werden kann, oder Speichel, der, innerhalb ein paar Minuten wieder belebt die Bakterien und produzieren genügende Elektronen, um eine Leuchtdiode und einen Taschenrechner anzutreiben.

Entsprechend Choi hat die Papierbatterie z.Z. eine Haltbarkeit von ungefähr vier Monaten, kann einmal verwendet werden und dann weggeworfen werden.

Sein Team arbeitet jedoch an dem Verbessern des Überlebens und der Leistung der gefriertrockneten Bakterien, die einer längeren Haltbarkeitsdauer ermöglichen konnten.