이탈리아기술연구소의 연구원들은 세계에서 처음으로 완전히 먹을 수 있는 식품으로 만들어진 재충전 가능한 배터리를 개발했다. 이 고유한 특징은 내부 소화기관 진단 도구, 식품 품질 모니터링, 먹을 수 있는 연성 로봇에 사용될 수 있다는 가능성을 열어준다.
마리오 카이로니 밀라노 IIT 센터의 인쇄 및 분자 전자공학 연구실의 코디네이터이자 주 연구원은 보도자료에서 “음식성 회로와 건강 상태를 모니터링할 수 있는 센서, 식품 저장 조건을 모니터링하는 센서 등에 전기로 작동하는 센서로 활용될 수 있다”고 말했다.
연구자들은 모든 생명체에서 일어나는 생화학 반응에 영향을 받아 아노드로 리보 플라빈(비타민 B2)을 사용하였고, 카톤-플라보노이드를 카톤으로 사용하였다. 전자는 아몬드, 유제품, 고기에 포함되어 있으며, 후자는 케이퍼, 감귤류 및 녹색 채소에 포함되어 있다.
연구 그룹은 전기 전도성을 향상시키기 위해 활성석탄과 수성 전해질을 사용하였으며, 단무지(일종의 구운 김)를 단무지로 사용하여 짧은 서킷을 방지하고, 식품 등급의 금박과 벌집 왁스로 덮인 전극을 사용하였다.
이 배터리의 전체 단위는 0.65 볼트에서 작동하며, 12분 동안 48 마이크로암퍼를 생산하므로 인체에 섭취해도 안전하며, 저전력 LED에 충분한 에너지를 제공할 수 있다.
카이로니는 “이러한 배터리의 안전성을 고려할 때, 아이들의 장난감에 사용될 수 있는 높은 위험성 지속 가능”하다고 말했다.
배터리의 재충전 가능성은 그 잠재적인 이점과 친환경성을 더욱 높여주었다. 연구 논문에 따르면 “이러한 특성으로 인해 응용 프로그램이 허용하는 경우 (예: 식품 모니터링)에 다시 사용될 수 있으므로 폐기물을 크게 줄일 수 있다”고 설명했다.
그 외에도 연구팀은 이 음식성 배터리를 알약에 잘 맞아들어갈 정도로 축소할 수 있다고 믿고 있다고 한다. 카이로니는 “이미 더 큰 용량의 장치를 개발하고 전체 크기를 줄이고 있다”고 덧붙였다.
연구 팀의 공동 저자인 이반 일릭은 “이 음식성 배터리는 에어플레인 돌연사 차량을 작동시키지는 못하지만, 현재의 리튬 이온 배터리보다 안전한 소재로 배터리를 만드는 것은 도전과제이다. 우리는 이것이 더욱 지속 가능한 미래를 위해 다른 과학자들에게 안전한 배터리를 만드는 영감을 줄 것이라고 믿는다.”라며 말했다.
기사에서는 이탈리아 기술 연구소에 의해 개발된 완전히 먹을 수 있는 재충전 가능한 배터리에 대해 소개하고 있습니다. 이 식품성 배터리는 내부 소화기관 진단 도구, 식품 품질 모니터링, 먹을 수 있는 연성 로봇 등 다양한 용도로 활용될 수 있다고 합니다.
주요 용어:
1. 식품 품질 모니터링: 식품의 안전성, 신선도, 품질 등을 감시하고 평가하는 과정입니다.
2. 연성 로봇: 식품을 구성하는 재료의 특성을 모방하여 또렷한 모양, 질감과 유연성을 가진 로봇을 말합니다.
3. 아노드: 전기 소자에서 양극(positive electrode)으로서 전자를 수용하는 부분입니다.
4. 리보 플라빈: 비타민 B2로도 알려진 이 영양소는 생화학 반응에 중요한 역할을 합니다.
5. 카톤-플라보노이드: 카톤으로 사용되며, 케이퍼, 감귤류 및 녹색 채소에 함유된 성분입니다.
6. 활성석탄: 화학적 처리를 통해 흡착 성능을 향상시킨 석탄입니다.
7. 수성 전해질: 전해질 중에서도 물에 용해되는 전해질을 말합니다.
8. 단무지: 일종의 구운 김으로, 배터리의 짧은 서킷을 방지하기 위해 사용되었습니다.
9. 금박: 기판이나 전극의 표면에 금 소재를 입힌 것을 말합니다.
10. 벌집 왁스: 꿀벌이 벌집을 만들 때 사용하는 천연 왁스입니다.
관련 링크:
1. 이탈리아 기술 연구소
2. 식품 모니터링에 관한 연구 논문
3. 식품 품질 모니터링에 관한 연구 논문