ऐसी बायोडिग्रेडेबल बैटरी जो खुद ही नष्ट हो जाती है

थॉमस जे. वॉटसन कॉलेज ऑफ इंजीनियरिंग एंड एप्लाइड साइंस के इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग विभाग के फैकल्टी सदस्य चोई ने कहा, क्षणिक इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग बायोमेडिकल और पर्यावरणीय अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है, लेकिन उन्हें जैव-सुरक्षित तरीके से विघटित होना चाहिए। आप अपने शरीर के अंदर जहरीले अवशेष नहीं छोड़ना चाहेंगे। इस प्रकार के उपकरण को बायोरेसॉर्बेबल इलेक्ट्रॉनिक्स कहा जाता है। क्षणिक या बायोरेसॉर्बेबल इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए, मुख्य चुनौती ऊर्जा स्रोत है – लेकिन अधिकांश ऊर्जा स्रोतों, जैसे लिथियम-आयन बैटरी, में जहरीली सामग्री शामिल होती है।

चोई और उनकी छात्र शोध टीम ने अपनी पिछली बायोबैटरी शोध से सीख ली और उस ज्ञान को एक नए विचार पर लागू किया: हाल ही में जर्नल स्मॉल में प्रकाशित एक पेपर में, वे प्रोबायोटिक्स – जीवित सूक्ष्मजीवों का उपयोग करने की क्षमता दिखाते हैं जो सेवन करने पर स्वास्थ्य लाभ प्रदान करते हैं लेकिन अन्यथा पर्यावरण या मनुष्यों के लिए हानिरहित होते हैं।

चोई की बायोइलेक्ट्रॉनिक्स और माइक्रोसिस्टम्स लैब की ग्रेजुएट, माएदेह मोहम्मद इफार ने बिंगहैमटन छात्र के रूप में अपने समय के दौरान मूल घुलनशील माइक्रोबियल ईंधन सेल विकसित किया था।

चोई ने कहा, हमने प्रसिद्ध बिजली-उत्पादक बैक्टीरिया का इस्तेमाल किया, जो बायोसेफ्टी स्तर 1 के भीतर है, इसलिए यह सुरक्षित है – लेकिन हम निश्चित नहीं थे कि अगर ये बैक्टीरिया प्रकृति में छोड़े गए तो क्या होगा। लेकिन जब भी मैंने सम्मेलनों में प्रस्तुतियाँ दीं, तो लोग पूछते थे: तो, आप बैक्टीरिया का उपयोग कर रहे हैं? क्या हम उसका सुरक्षित रूप से उपयोग कर सकते हैं?

वर्तमान पीएचडी छात्र मरियम रेजई ने 15 प्रोबायोटिक्स के एक प्रीमेड मिश्रण का उपयोग करके नवीनतम शोध का नेतृत्व किया।

चोई ने कहा, यह अच्छी तरह से प्रलेखित है कि प्रोबायोटिक्स सुरक्षित और बायोकोम्पैटिबल हैं, लेकिन हम निश्चित नहीं थे कि क्या उन प्रोबायोटिक्स में बिजली-उत्पादक क्षमता है।

एक सवाल था, इसलिए उन्होंने इस पर बहुत सारे प्रयोग किए।उन्होंने आगे कहा कि शुरुआती परिणाम आशाजनक नहीं थे, लेकिन हमने हार नहीं मानी।

हमने एक इलेक्ट्रोड सतह में इंजीनियरिंग की जो बैक्टीरिया के लिए बेहतर हो सकती है, जिसमें पॉलीमर और कुछ नैनोकणों का उपयोग किया गया ताकि प्रोबायोटिक्स के इलेक्ट्रोकैटेलिटिक व्यवहार में सुधार हो और उन्हें बढ़ावा मिले।

संशोधित इलेक्ट्रोड छिद्रपूर्ण और खुरदुरा था, जिसने बैक्टीरिया के जुड़ने और बढ़ने के लिए उत्कृष्ट परिस्थितियां प्रदान कीं, और इससे सूक्ष्मजीवों की इलेक्ट्रोोजेनिक क्षमता में सुधार हुआ।

घुलनशील कागज को कम पीएच-संवेदनशील पॉलीमर से लेपित करने से – जिसका अर्थ है कि यह केवल एक अम्लीय वातावरण जैसे प्रदूषित क्षेत्र या मानव पाचन तंत्र में काम करेगा – वोल्टेज आउटपुट और बैटरी के संचालित होने की अवधि में वृद्धि हुई।

हालांकि उन्होंने केवल थोड़ी मात्रा में बिजली का उत्पादन किया, चोई इन प्रयोगों को उनके और भविष्य के छात्रों के लिए एक अवधारणा के प्रमाण के रूप में देखते हैं। उन्होंने कहा, अन्य शोध किए जाने चाहिए।

हमने प्रोबायोटिक मिश्रण का उपयोग किया, लेकिन मैं व्यक्तिगत रूप से अध्ययन करना चाहता हूं कि किनमें अतिरिक्त विद्युत जीन हैं, और कैसे सहक्रियात्मक बातचीत बिजली उत्पादन में सुधार कर सकती है। साथ ही, इस शोध में हमने एक बायोबैटरी की एक इकाई विकसित की। मैं बिजली में सुधार के लिए उन्हें श्रृंखला या समानांतर में संपर्क करना चाहता हूं।