Инженеры и химики из США создали аккумулятор, основанный на бумаге, магнии и триоксида молибдена, который полностью разлагается при попадании в организм человека и не вызывает негативных побочных эффектов.
Этот источник энергии станет основой для «съедобных» и имплантируемых биосенсоров, утверждают исследователи в статье, опубликованной в журнале Nature Chemical Engineering.
«Съедобная и имплантируемая электроника может использоваться для решения множества медицинских и научных задач, однако для ее функционирования необходимы внешние или внутренние источники питания, которые не были бы опасными для организма, как литиевые аккумуляторы. Мы решили эту задачу, разработав биоразлагаемую и при этом мощную батарею на основе бумаги, магния и триоксида молибдена», — заявляют исследователи.
Технология была создана командой инженеров и химиков под руководством доцента Массачусетского технологического института (MIT) Джованни Траверсо для решения задач, связанных с доставкой медикаментов, электростимуляцией желудочных тканей и изучением процессов в пищеварительном тракте. Ранее проведению подобных исследований препятствовало то, что щелочные или литиевые батареи повреждают стенки кишечника, а также выделяют опасные частицы или токсичные вещества при взаимодействии с желудочной средой.
Американским ученым удалось преодолеть эту проблему с помощью батареи, состоящей из восковой оболочки, прослоек магния и триоксида молибдена, а также безопасного для человека гелевого электролита и бумажного катода, положительного полюса источника энергии. Это устройство способно генерировать ток с напряжением в 1,8 вольта на протяжении трех дней, обеспечивая энергией микрочипы, портативные антенны и другие электронные компоненты.
Эффективность этого источника питания исследователи проверили в экспериментах на свиньях, в желудки которых ученые ввели три типа устройств: капсулу для «умной» доставки медикаментов, электронную метку, способную обмениваться сигналами с приемником на расстоянии 1,5 м, а также специальный электростимулятор, который заставляет желудок вырабатывать гормон аппетита грелин. Во всех трех случаях аккумуляторы успешно справились с задачами и не вызывали опасных побочных эффектов для желудка или всего организма животных.
Как отмечают ученые, этот успех открывает новые возможности для создания методов доставки медикаментов в организм, наблюдения за работой пищеварительного тракта, а также лечения проблем с аппетитом и других нарушений в работе органов пищеварения. Также подобные устройства могут быть использованы в экологических, зоологических и других исследованиях с участием людей и животных, подытожили исследователи.
Фото: hi-tech.mail.ru