Diamantes e ouro podem fazer alguns corações vibrarem no Dia dos Namorados, mas em um laboratório da Universidade de Buffalo, nanopartículas de prata estão sendo projetadas para fazer exatamente o oposto.

As nanopartículas fazem parte de uma nova família de materiais que está sendo criada no laboratório da SUNY Distinguished Professor e Greatbatch Professor of Advanced Power Sources Esther Takeuchi, PhD, que desenvolveu a bateria de óxido de vanádio de lítio / prata. A bateria foi um fator importante na produção de desfibriladores cardíacos implantáveis ​​(ICDs) no final da década de 1980. Os CDIs chocam o coração em um ritmo normal quando ele entra em fibrilação.

Vinte anos depois, com mais de 300, 000 dessas unidades sendo implantadas a cada ano, a maioria deles é alimentada pelo sistema de bateria desenvolvido e aprimorado por Takeuchi e sua equipe. Por esse trabalho, ela ganhou mais de 140 patentes, acredita-se ser mais do que qualquer outra mulher nos Estados Unidos. Último outono, ela foi uma das quatro homenageadas em uma cerimônia na Casa Branca com a Medalha Nacional de Tecnologia e Inovação.

Baterias ICD, em geral, agora duram cinco a sete anos. Mas ela e seu marido e co-investigador, SUNY Distinguished Teaching Professor of Chemistry Kenneth Takeuchi, PhD, e Amy Marschilok, PhD, Professor assistente de pesquisa UB de química, estão explorando sistemas de bateria ainda melhores, pelo ajuste fino de materiais bimetálicos no nível atômico.

Sua pesquisa investigando a viabilidade para o uso de ICD é financiada pelo National Institutes of Health, enquanto sua investigação de novos, os sistemas bimetálicos são financiados pelo Departamento de Energia dos EUA.

Até aqui, seus resultados mostram que eles podem fazer seus materiais 15, 000 vezes mais condutor após o uso inicial da bateria devido ao in-situ (ou seja, no material original) geração de nanopartículas de prata metálica. Sua nova abordagem ao design de materiais permitirá o desenvolvimento de maior poder, baterias de vida mais longa do que era possível anteriormente.

Essas e outras melhorias estão aumentando o interesse em materiais de bateria e os dispositivos revolucionários que eles podem tornar possíveis.

"Podemos estar nos aproximando de um momento em que podemos fazer baterias tão pequenas que elas - e os dispositivos que alimentam - podem simplesmente ser injetados no corpo, "Takeuchi diz.
Agora mesmo, sua equipe está explorando como aumentar a estabilidade dos novos materiais que estão projetando para ICDs. Os materiais serão testados durante semanas e meses em fornos de laboratório que imitam a temperatura corporal de 37 graus Celsius.

"O que é realmente empolgante sobre este conceito é que estamos ajustando o material em nível atômico, "diz Takeuchi." Portanto, a mudança em sua condutividade e desempenho é inerente ao material. Não adicionamos suplementos para conseguir isso, fizemos isso mudando o material ativo diretamente. "

Ela explica que baterias novas e aprimoradas para aplicações biomédicas podem, de uma forma prática, revolucionar os tratamentos para algumas das doenças mais persistentes, tornando viáveis ​​dispositivos que seriam implantados no cérebro para tratar derrames e doenças mentais, na coluna para tratar a dor crônica ou no sistema nervoso vagal para tratar enxaquecas, Doença de Alzheimer, ansiedade, até mesmo a obesidade.

E embora as baterias sejam uma tecnologia histórica, eles estão longe de serem maduros, Notas Takeuchi. Esta Primavera, ela está ministrando o curso de armazenamento de energia na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da UB e a turma está lotada. "Nunca vi interesse em baterias tão alto quanto agora, " ela diz.