Home » Știință » Bateriile care ar putea funcționa cu oxigen din corpul uman

Bateriile care ar putea funcționa cu oxigen din corpul uman

Bateriile care ar putea funcționa cu oxigen din corpul uman
Foto: Chem, Lv et al./Eurek Alert
Publicat: 01.04.2024

De la stimulatoare cardiace la neurostimulatoare, dispozitivele medicale implantabile se bazează pe baterii pentru a menține ritmul cardiac și pentru a reduce durerea. Dar bateriile implantabile se descarcă în cele din urmă și necesită intervenții chirurgicale invazive pentru a fi înlocuite.

Pentru a aborda aceste provocări, cercetătorii din China au conceput bateriile implantabile care funcționează pe baza oxigenului din corp.

Studiul, publicat în jurnalul Chem, arată la șoareci că designul conceptului poate furniza energie stabilă și este compatibil cu sistemul biologic.

„Când te gândești la asta, oxigenul este sursa vieții noastre. Dacă putem profita de aprovizionarea continuă cu oxigen din corp, viața bateriei nu va fi limitată de materialele finite din bateriile convenționale”, spune autorul corespondent Xizheng Liu, care se specializează în materiale și dispozitive energetice la Universitatea de Tehnologie din Tianjin.

Cum se descurcă bateriile implantabile în corpurile șobolanilor?

Pentru a construi o baterie sigură și eficientă, cercetătorii au folosit electrozi dintr-un aliaj pe bază de sodiu și aur nanoporos, un material cu pori de mii de ori mai mici decât lățimea unui fir de păr. Aurul este cunoscut pentru compatibilitatea sa cu sistemele vii, iar sodiul este un element esențial și omniprezent în corpul uman. Electrozii suferă reacții chimice cu oxigenul din corp pentru a produce electricitate. Pentru a proteja bateria, cercetătorii au învelit-o într-un film polimeric poros, moale și flexibil.

Cercetătorii au implantat apoi bateria sub piele pe spatele șoarecilor și au măsurat producția sa electrică. După două săptămâni, au descoperit că bateria poate produce tensiuni stabile cuprinse între 1,3 V și 1,4 V, cu o densitate maximă a puterii de 2,6 µW/cm2. Deși producția nu este suficientă pentru a alimenta dispozitivele medicale, designul arată că este posibil să se exploateze oxigenul din corp pentru energie, subliniază Eurek Alert.

Echipa a evaluat, de asemenea, reacțiile inflamatorii, schimbările metabolice și regenerarea țesutului în jurul bateriei. Șoarecii nu au prezentat inflamație aparentă. Produsele secundare din reacțiile chimice ale bateriei, inclusiv ionii de sodiu, ionii de hidroxid și nivelurile scăzute de peroxid de hidrogen, au fost ușor metabolizate de corp și nu au afectat rinichii și ficatul. Șoarecii s-au vindecat bine după implantare, părul de pe spatele lor regenerându-se complet după patru săptămâni. Spre surpriza cercetătorilor, vasele de sânge s-au regenerat și ele în jurul bateriei.

O multitudine de potențiale utilizări

„Am fost puși în dificultate de ieșirea instabilă de electricitate imediat după implantare. S-a dovedit că trebuie să-i dăm timp rănii să se vindece, pentru ca vasele de sânge să se regenereze în jurul bateriei și să furnizeze oxigen, înainte ca bateria să poată furniza electricitate stabilă. Acest lucru este o descoperire surprinzătoare și interesantă pentru că înseamnă că bateria poate ajuta la monitorizarea vindecării rănilor”, spune Liu.

În viitor, echipa intenționează să îmbunătățească livrarea de energie a bateriei prin explorarea de materiale mai eficiente pentru electrozi și prin optimizarea structurii și a designului bateriei. Liu a subliniat, de asemenea, că bateria este ușor de produs la scară mare, iar alegerea de materiale rentabile poate reduce și mai mult prețul. Bateria echipei ar putea avea și alte scopuri în afara alimentării dispozitivelor medicale.

„Deoarece celulele tumorale sunt sensibile la nivelurile de oxigen, implantarea acestei baterii consumatoare de oxigen în jurul lor ar putea ajuta la înfometarea cancerelor. De asemenea, este posibil să se convertească energia bateriei în căldură pentru a ucide celulele canceroase. De la o nouă sursă de energie la posibile bio-terapii, perspectivele pentru această baterie sunt încântătoare”, spune Liu.

Vă recomandăm să citiți și:

Americanii de vârstă mijlocie sunt mai singuri decât europenii

Tinerii de azi sunt mai puțin fericiți decât generațiile mai în vârstă

Chiar și spațiul cosmic simulat perturbă 91% din expresiile genelor umane

De ce sunt speciali oamenii care vorbesc mai multe limbi?

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Animalele ar fi evoluat cu 200 de milioane de ani mai devreme decât credeam, indică noi fosile
Animalele ar fi evoluat cu 200 de milioane de ani mai devreme decât credeam, indică noi fosile
Fisticul ar putea fi un aliat natural pentru un somn odihnitor, indică un nou studiu
Fisticul ar putea fi un aliat natural pentru un somn odihnitor, indică un nou studiu
Axa Pământului s-a deplasat de patru ori în ultimii 320 de milioane de ani, inclusiv în era dinozaurilor
Axa Pământului s-a deplasat de patru ori în ultimii 320 de milioane de ani, inclusiv în era dinozaurilor
Cât de repede îți îmbătrânește creierul? Bacteriile din intestin ar putea deține răspunsul
Cât de repede îți îmbătrânește creierul? Bacteriile din intestin ar putea deține răspunsul
Ecranele ne fură prietenii, somnul și sportul. Care este concluzia desprinsă din 121 de studii?
Ecranele ne fură prietenii, somnul și sportul. Care este concluzia desprinsă din 121 de studii?
Cum ar putea fi salvați coralii de temperaturile extreme
Cum ar putea fi salvați coralii de temperaturile extreme
Un experiment cu copaci început în urmă cu peste 3 decenii încă oferă informații utile
Un experiment cu copaci început în urmă cu peste 3 decenii încă oferă informații utile
O țară are atât de puțini copii încât își închide școlile. Se întâmplă în Europa
O țară are atât de puțini copii încât își închide școlile. Se întâmplă în Europa
Bolile care nu vor să dispară, în ciuda progreselor din medicină
Bolile care nu vor să dispară, în ciuda progreselor din medicină
Mecanismul prin care celulele ombilicale pot opri cancerul
Mecanismul prin care celulele ombilicale pot opri cancerul
La ce să fii atent ca să nu confunzi depresia cu îmbătrânirea?
La ce să fii atent ca să nu confunzi depresia cu îmbătrânirea?
Astronomii raportează primele emisii radio localizate direct pe o exoplanetă. De ce nu provin de la extratereștri
Astronomii raportează primele emisii radio localizate direct pe o exoplanetă. De ce nu provin de la extratereștri
O nouă specie de pinguin a fost descrisă după mai bine de un secol
O nouă specie de pinguin a fost descrisă după mai bine de un secol
De ce unii japonezi rămân activi chiar și după 80 sau 90 de ani
De ce unii japonezi rămân activi chiar și după 80 sau 90 de ani
Cum arată testul de 30 de secunde care poate oferi indicii despre starea de sănătate
Cum arată testul de 30 de secunde care poate oferi indicii despre starea de sănătate
Astronomii au recreat „supa” primordială a Big Bangului și au descoperit un rezultat neașteptat
Astronomii au recreat „supa” primordială a Big Bangului și au descoperit un rezultat neașteptat
Care a fost prima limbă vorbită de oameni? Ce poate afla știința și unde încep speculațiile
Care a fost prima limbă vorbită de oameni? Ce poate afla știința și unde încep speculațiile
Cercetătorii au descoperit cum pot produce hidrogen ieftin din apă
Cercetătorii au descoperit cum pot produce hidrogen ieftin din apă