Крошечный топливный элемент позволяет осуществлять питание мозговых имплантантов за счет спинномозговой жидкости. Это избавляет от необходимости использовать внешний источник энергии. Ученые Массачусетского технологического института (MIT) разработали крошечный топливный элемент, работающий на глюкозе, который питает мозг человека. Такой топливный элемент может использоваться для снабжения электрическим током мозговые имплантанты, которые могут позволить людям с парализованными конечностями мысленно управлять механическими устройствами, утверждается на официальном сайте института.
Группа ученых во главе с профессором MIT Раулем Сарпешкаром (Rahul Sarpeshkar) изготовила несколько топливных элементов на основе глюкозы на кремниевой подложке. Они имеют различный размер. Самый большой – 64×64 мм. Топливные элементы были изготовлены с помощью тех же технологий, которые используются в производстве полупроводников. Поэтому их легко можно сделать частью микросхем, которые они будут обеспечивать электроэнергией.
Топливный элемент состоит из платинового катализатора, который отделяет электроны от молекул глюкозы, таким образом, искусственно повторяя естественный процесс расщепления глюкозы в клетках, в результате которого вырабатывается энергия для биохимических процессов.
Созданные учеными MIT топливные элементы оказались способны вырабатывать до сотен микроватт электроэнергии, которой достаточно для питания имплантантов. Платина является биосовместимым металлом и может находиться в организме человека длительное время, подчеркнули ученые.
Исследователи подсчитали, что весь необходимый для топливного элемента объем глюкозы сможет обеспечить cпинномозговая жидкость, которая защищает мозг. В этой жидкости находится много глюкозы, которая телом практически не используется. Так как элемент будет расходовать ничтожно малые объемы глюкозы, он не окажет какого-либо влияния на здоровое функционирование организма.
.jpg)
Кремниевая подложка с топливными элементами на основе глюкозы
На следующем этапе ученые MIT планируют вживить имплантант, питающийся от топливного элемента на основе глюкозы, в мозг животного.
Идея создания топливного элемента на основе глюкозы не нова, отметили в MIT. В 1970 г. ученые продемонстрировали возможность питания электронного стимулятора сердца с помощью такого элемента. Однако идея не была реализована, так как по сравнению с литиево-ионной батареей такой элемент предлагал намного более низкую электрическую мощность в единице объема.
В 2007 г. Sony разработала топливный элемент, принцип действия которого также основывался на расщеплении глюкозы. Компания запустила разработку на коммерческий рынок – портативное устройство позволяет подзаряжать мобильную электронику, используя сладкие напитки.