Ученые научились добывать электричество из человеческого тела: это открывает невероятные возможности

Идея топливного элемента, преобразующего глюкозу в электричество не нова. Однако до сих пор учёные ищут способ реализации этой идеи. В одной из последних работ ученым удалось продемонстрировать топливный элемент, который способный питать датчики на теле, импланты и тому подобное, сообщает Голос Америки.

Фото: Shutterstock

Ученые сделали его на основе материала кремния, который используются в полупроводниковом производстве для создания микропроцессоров. Также в нём есть керамический слой, с двух сторон которого помещено платина. Она выступает в качестве катализатора в процессе преобразования глюкозы и кислорода. Платина также являются электро проводником, позволяющим доставлять электричество к внешнему устройству.

По теме: Если вы переболели COVID-19, то получили иммунитет от коронавируса на всю жизнь: новое исследование

Проблема поиска нужного материала для создания устройства была одной из основных. Керамический слой стал тем решением, которое позволило реализовать проект.

Керамика была использована впервые. Это позволило сделать устройство меньше по размеру. Она также может быть легко интегрирована в электронику. Кроме того, керамика невероятно устойчива к высоким температурам. А значит таким образом ещё решается проблема стерилизации. Это важно, потому что все импланты перед тем,как быть помещенными в организм, должны быть простерилизованные,чтобы не причинить ему вред. Температура, при которой тестировалась работа топливного элемента, составляла от 300-600 градусов С. Теоретически, керамика выдерживает гораздо большую тепловую нагрузку. Но ограничение возникли в связи с использованием платины как катализатора. Но все равно, это гораздо выше температуры при которой происходит стерилизация имплантов паром. Она составляет 120-140 С.

Ещё одним главным качеством разработки является ее небольшой размер.Толщина устройства всего около 900 нанометров, а ширина где-то 200 на 200 микрон, как говорит Дженифер Рупп, исследователь Tu Munich. “То есть оно невероятно маленькое. И это хорошо, ведь меньше всего нам нужно использовать что-то массивное — целый блок батарей в человеческом теле”, — говорит она.

Количество энергии, которое устройство может получить из глюкозы, относительно небольшое. Оно составляет 43 микроватт на квадратный сантиметр. Если говорить об имплантируемых сенсорах, которые следят за физиологическими показателями организма, то они потребляют от нескольких микроватт до нескольких сотен микроватт. Так что ученые достигли необходимой производительности.

“Смысл в том, что нам не нужна целая электростанция, как для города. Нам нужно чуть-чуть энергии, но производимой непрерывно. В зависимости от типа устройства, которое нужно питать, элементы могут объединяться для большей производительности”, — добавила Рупп.

Хотя для поддержания работы обычных сенсоров, по словам исследователей, достаточно и одного элемента.

Продолжительность работы устройства потенциально может быть очень большой. Ученые тестировали его на протяжение трех- четырех дней. Но важно то, что глюкоза доступна все время — пока мы едим, она поступает в организм. Это неиссякаемый источник энергии.

В будущем исследователям нужно будет убедиться лишь в том, что топливный элемент не разрушается или разрушается, но медленно.

Вам может быть интересно: главные новости Нью-Йорка, истории наших иммигрантов и полезные советы о жизни в Большом Яблоке – читайте все это на ForumDaily New York.

Примечательно, что в процессе исследования ученые работали с мыслью о конкретном применение своей микро электростанции. В частности, они думали о ней, как о части имплантируемых устройств, которые нуждаются в источнике постоянного питания. Особенно тех устройств, которые помещаются в места концентрации мягких тканей. Как, например, в мозге или верхних отделах человеческого тела.

До момента появления на рынке, как утверждают авторы работы, пройдёт не менее пяти лет.

Читайте также на ForumDaily:

Полиция просит не подбирать с земли долларовые купюры: это может быть смертельно опасно

Хищник по соседству: 6 видов диких кошек в США, которых можно встретить во время прогулки

Во Флориде научились производить кожу из рыбы: это может решить давнюю проблему штата

Хотите больше важных и интересных новостей о жизни в США и иммиграции в Америку? — Поддержите нас донатом! А еще подписывайтесь на нашу страницу в Facebook. Выбирайте опцию «Приоритет в показе» —  и читайте нас первыми. Кроме того, не забудьте оформить подписку на наш канал в Telegram  и в Instagram— там много интересного. И присоединяйтесь к тысячам читателей ForumDaily New York — там вас ждет масса интересной и позитивной информации о жизни в мегаполисе.