"Мисия невъзможна" вдъхнови пробиотична батерия
Това може да се окаже нова ера за биомедицинските импланти, защото не само осигурява енергия за програмиран период от време, а и се разпада напълно безопасно
Помните ли как в "Мисията невъзможна" Том Круз получи инструкциите си на малко устройство, което 5 секунди по-късно се самоунищожи, за да защити информацията и героя на Круз - Итън Хънт.
Именно тази джаджа вдъхнови трима учени от университета "Бингхамтън" - Мариам Резайе, Маедех Мохамадифар и Сокхън Чой, да разработят пробиотични батерии, които да "оживяват" при необходимост, да функционират, както са програмирани, след което да изчезват, без да оставят никаква следа.
"Днес преходната и биорезорбируема електроника превръща тази визия в реалност, предизвиквайки революционен напредък в биомедицината, опазването на околната среда и сигурността на хардуера", отбелязват учените в своята статия в Nano-micro Small.
Известно е, че микроорганизмите са естествени биокатализатори. Но тъй като повечето от тях са токсични, а екипът иска иновацията му да има широко приложение в медицината, избира пробиотици, които са в търговската мрежа. Спират се на 15 специфични щама, сред които почти всички видове Lactobacillus, включително и Lactobacillus bulgaricus, бифидобактерии и други.
Причината е, че те са доказано безвредни, което ги прави перфектни за целта.
Изобретението е създадено върху повърхността на електрод от водоразтворима полимерна хартия и някои наночастици, за да бъде подобрено електрокаталитичното поведение на пробиотиците и да им се даде по-сериозен "тласък" в качеството им на генератори на ток. И тъй като въпросният модифициран електрод е порест, той осигурява чудесни условия за закрепване и растеж на полезните бактерии, което неимоверно подобрява ефективността им. Всичко това се покрива с хартия с полимер, чувствителен към ниско pH, което означава, че устройството може да работи в киселинна среда каквато е човешката храносмилателна система, или различни среди със замърсявания.
Чрез манипулиране на дължината на иновацията учените провеждат тестове и установяват, че ако тя е прецизно настроена, може да работи от 4 до над 100 минути, като един модул осигурява мощност от 4 µW (4 миливолта), ток от 47 µA (47 милиампера) и напрежение на отворена верига от 0,65 волта.
Според екипа в бъдеще ще разработят пакети от тези биобатерии, които да работят определено време, след което безопасно ще се разпадат, без да оставят никакви вредни остатъци или следи в организма или в околната среда.
Същевременно тази джаджа се оказва надежден източник на енергия, който работи безотказно, при това за продължително време, осигурявайки пълна безопасност.
Затова учените са категорични, че тази иновация може да се окаже нова ера в областта на безопасните и ефективни преходни биоенергийни системи, което открива безпрецедентни възможности в областта на биомедицинските импланти, сензорите за околната среда и електрониката за еднократна употреба.