Технології

Вчені створюють їстівні батареї

Дослідники з Університету Карнегі-Меллон створюють батареї, які не тільки можна без страху ковтати, але і не турбуватися про їхню долю у вашому організмі – вони повністю розчиняються, коли в них закінчується енергія, передає Хайтек.

Команда під керівництвом асистента професора кафедри матеріалознавства та інженерії Крістофера Беттінгера вважає, що їстівні акумулятори можуть бути використані для забезпечення роботи «їстівної електроніки», яку медики застосовують для різних цілей: від діагностики хвороб до їх лікування.

Щоб зробити батареї безпечними, вчені «замінили їх потенційно токсичні компоненти нешкідливими матеріалами, дружніми людському організму», – говорить Беттінгер.

Ключовий інгредієнт, використовуваний в створенні електродів – меланін. Цей пігмент міститься в людській шкірі, очах і волоссі – його використання в батареях не може завдати шкоди організму. Меланін поглинає ультрафіолет, захищаючи нас від шкідливого впливу вільних радикалів. Також пігмент може захоплювати і звільняти металеві іони, що і забезпечило йому роль основи нових батарей.

Читайте також:  Нові біонні лінзи: операція тривалістю вісім хвилин дає людині зір на все життя

Біорозчинна батарея поміщається в желатинову оболонку, надруковану на 3D-принтері. Отримана капсула зможе забезпечити контрольовану доставку і активацію медичних засобів з раніше неможливою точністю і безпекою. Після того, як пігулка буде проковтнута, батарея всередині неї вступає в контакт з іонами в стравоході пацієнта, створюючи електричний струм. «Їстівні» медичні пристрої зможуть використовувати створюване акумулятором електричне поле, щоб запускати процес вивільнення ліків і різноманітних хімічних речовин в потрібний час і в потрібному місці.

Батареї, створені на основі меланіну, мають обмежений час дії, але це не обмежує їх можливості, а скоріше навпаки розширює. Вони створені, щоб підживлювати потужність пристрою до 10 мілівата протягом 10-20 годин. Цього часу достатньо для ефективної доставки та активації ліків або живлення діагностичних пристроїв. Після того як місія виконана, акумулятори повинні непомітно для організму зникнути, тут-то обмежений час дії і грає їм на руку.

«Ми повинні думати про створення біологічної заміни всіх продуктів з магазинів радіоелектроніки», – каже Беттінгер.

Елементи живлення використовуються у великій кількості медичних девайсів, і завжди стояло питання їх токсичності і захищеності. Наприклад, проковтувані камери, що розраховані на одне або кілька використань, оснащуються шкідливими для організму акумуляторами. Для безпеки, вони вміщені в спеціальні кейси. Проте існує постійна небезпека, що цей кейс пошкодиться під час установки камери в тілі людини.

Нові батареї свідомо позбавлені цього. Навіть якщо желатинова оболонка розчиниться завчасно, батареї все одно будуть виконувати свою функцію без шкоди для організму.

«Такий же тип пігменту, наприклад, міститься в пасті з чорнилом кальмара, так що якщо ви коли-небудь їли цю страву, то отримали більше меланіну, ніж в наших батареях», – розвіює побоювання глава дослідження.

У 2013 році вчений використовував чорнило каракатиці, щоб створити їстівні, розчинні джерела енергії. У 2015 перейшов до проковтуваних медичним девайсів. Далі він і його команда планують експериментувати з комбінуванням їстівних полімерів, пектину і безпечних для організму металів.

Джерело.

Загрузка...

Related Post