Ученые создали ультратонкую технологию, которая работает на сахаре тела человека

Глюкоза находится в нашем организме буквально повсюду. Идея мини-технологии, которую разработали ученые из Массачусетского технологического института, состоит в том, чтобы собрать всю эту легкодоступную энергию и использовать ее для питания имплантатов. Так, ученые создали устройство, которое поможет восстановить парализованные конечности и заменить батарейки в слуховых аппаратах.

Имплантаты служат чем-то вроде протезов внутри тела человека. Они позволяют компенсировать потерю слуха, восстановить ток крови, заменить сетчатку глаза и вернуть жизнь парализованным конечностям. Большинство из них работает на батарейках, которые нужно менять по истечению определенного времени.

Впервые идея создания топливного элемента на замену батарейкам возникла у Дженнифер Л. М. Рупп, научной руководительницы проекта, после того, как она сдала тест на глюкозу.

Улучшенный топливный элемент, который создала Рупп вместе с коллегами, поглощает глюкозу из пищи в организме человека и превращает ее в электричество. Оно способно питать небольшие имплантаты, а также выдерживать температуру до 600°C и иметь толщину всего 400 нанометров. Само устройство изготовлено из керамики. Это позволяет ему иметь такие крошечные размеры и выдерживать сверхвысокие температуры.

С помощью такой тонкой технологии устройство можно обернуть вокруг имплантатов, чтобы питать их, используя при этом глюкозу, содержащуюся в организме человека. Хотя батарея может занимать до 90% объема имплантата, эта технология станет почти незаметным, но очень эффективным источником энергии.

Исследователи открыли новый путь к миниатюрным источникам питания для имплантированных датчиков и, возможно, других функций. Используемая керамика нетоксична, дешева и, что немаловажно, адаптируема как к условиям организма, так и к стерилизации перед имплантацией.

Это не первый раз, когда ученые Массачусетского технологического института использовали человеческое топливо. В 2012 году им в этом помогла спинномозговая жидкость. И вновь этого удалось достичь за счет содержащейся в ней глюкозе, которая оказалась способна подпитывать имплантаты.

Мозговые имплантаты, которые могут помочь восстановить жизнь ранее парализованным конечностям, становятся все ближе к реальности. Разработанная учеными система работает путем имплантации силовой ячейки — платиновой оболочки, содержащей компьютерный чип и два электрода, разделенных тонкой мембраной, — в спинномозговую жидкость головного мозга. Там она вызывает окисление молекул глюкозы в жидкости.

Как и мозг, топливный элемент имеет собственный источник энергии, который пополняется всякий раз, когда человек ест или пьет. Имплантату, используемому в системе, требуется всего 100 микроватт энергии, что делает его идеальным устройством для решения проблем.

━━━━━

Анастасия Дегтярева