研究發(fā)現(xiàn):新型葡萄糖燃料電池可為醫(yī)療植入物提供動(dòng)力

        2022-05-17 10:19:59來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)  

        葡萄糖是人們從食物中吸收的糖分,它是為人體每個(gè)細(xì)胞提供動(dòng)力的“燃料”。那么葡萄糖是否也能為醫(yī)療植入物提供動(dòng)力?美國(guó)麻省理工學(xué)院和德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)的工程師給出了肯定答案。他們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型葡萄糖燃料電池,可將葡萄糖直接轉(zhuǎn)化為電能。該裝置厚度僅400納米,約為人類頭發(fā)直徑的1/100。該含糖電源每平方厘米產(chǎn)生約43微瓦的電力,實(shí)現(xiàn)了迄今為止葡萄糖燃料電池的最高功率密度。

        近日發(fā)表在《先進(jìn)材料》上的論文指出,新電池能承受高達(dá)600℃的溫度。如果嵌入醫(yī)療植入物中,燃料電池可在植入設(shè)備所需的高溫滅菌過(guò)程中保持穩(wěn)定。該電池的核心由陶瓷制成,這種材料即使在高溫和微型尺度下也能保持其電化學(xué)特性。研究人員設(shè)想,新設(shè)計(jì)可制成超薄膜或涂層,并包裹在植入物周圍,利用人體豐富的葡萄糖被動(dòng)地為電子設(shè)備供電。

        在新研究中,研究人員設(shè)計(jì)了一種葡萄糖燃料電池,其電解質(zhì)由二氧化鈰制成,二氧化鈰是一種具有高離子電導(dǎo)率的陶瓷材料,機(jī)械強(qiáng)度高,因此被廣泛用作氫燃料電池的電解質(zhì),其已被證明是生物相容的。

        研究團(tuán)隊(duì)將電解質(zhì)與由鉑制成的陽(yáng)極和陰極夾在中間,鉑是一種容易與葡萄糖反應(yīng)的穩(wěn)定材料。他們?cè)谝粋€(gè)芯片上制造了150個(gè)單獨(dú)的葡萄糖燃料電池,每個(gè)約400納米薄,300微米寬(大約30根人類頭發(fā)的寬度)。團(tuán)隊(duì)將電池圖案摹刻到硅晶片上,實(shí)驗(yàn)表明電池可與常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料配對(duì)。隨后他們測(cè)量了電池在定制測(cè)試站中將葡萄糖溶液流過(guò)每個(gè)晶片時(shí)產(chǎn)生的電流。

        團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),許多電池產(chǎn)生的峰值電壓約為80毫伏。鑒于每個(gè)電池的尺寸很小,該輸出已是任何現(xiàn)有葡萄糖燃料電池設(shè)計(jì)中最高的功率密度。

        研究人員表示:“這是第一次將電陶瓷材料中的質(zhì)子傳導(dǎo)用于葡萄糖到能量的轉(zhuǎn)換,定義了一種新型的電化學(xué)。它將材料從氫燃料電池?cái)U(kuò)展到新的、令人興奮的葡萄糖轉(zhuǎn)換模式。” 新電池使用的陶瓷無(wú)毒、便宜,而且對(duì)體內(nèi)條件和植入前的滅菌條件都呈惰性,因此為植入傳感器和其他功能的微型電源開(kāi)辟了一條新途徑。

        責(zé)任編輯:hnmd003

        相關(guān)閱讀

        相關(guān)閱讀

        精彩推送

        推薦閱讀

        国产精品亚洲一区二区无码| 久久亚洲日韩精品一区二区三区| 亚洲精品视频久久| 337p日本欧洲亚洲大胆裸体艺术| 久久久久亚洲av无码专区导航| 国产亚洲成av片在线观看| 久久久久久久亚洲精品| 亚洲午夜精品第一区二区8050| 亚洲第一黄色网址| 亚洲高清最新av网站| 亚洲精品成a人在线观看| 亚洲精品网站在线观看不卡无广告| 无码一区二区三区亚洲人妻| 麻豆亚洲AV成人无码久久精品| 亚洲AV日韩AV无码污污网站| 亚洲中文字幕无码爆乳| 亚洲人成色777777精品| 亚洲国产成人精品无码区二本| 亚洲成aⅴ人片久青草影院按摩| 亚洲AV日韩AV一区二区三曲| 日韩亚洲国产综合久久久| 亚洲啪啪免费视频| 久久久久久a亚洲欧洲aⅴ| heyzo亚洲精品日韩| 亚洲国产精品激情在线观看| 午夜亚洲国产精品福利| 亚洲精品无码成人片在线观看 | 亚洲国产精品成人精品软件| 亚洲日韩中文字幕天堂不卡| 亚洲五月综合网色九月色| 久久久亚洲精品视频| 99久久亚洲精品无码毛片| 亚洲欧洲日本精品| 亚洲视频在线观看2018| 亚洲男人的天堂网站| 亚洲A丁香五香天堂网| 亚洲五月综合缴情在线观看| 亚洲Av熟妇高潮30p| 亚洲国产av美女网站| 亚洲人av高清无码| 亚洲精品视频在线观看你懂的|