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科学家制新型燃料电池 直接从大脑血糖汲取能量

http://www.kexue.com 2012-06-30 07:26:51 腾讯科学  发表评论

直接从大脑血糖汲取能量的新型燃料电池
麻省理工学院的工程师最新研制一种微型电池原型

  据国外媒体报道,“充分使用你的脑力”这一短语未来将变得非常现实!美国麻省理工学院的工程师最新研制一种微型电池原型,从人体自然血糖分子中产生电能。

  这种电池将用于驱动治疗癫痫、瘫痪以及帕金森氏症患者的大脑植入器。据悉,当前植入人体的装置通常是由锂电池提供动力,但是这种电池使用时间非常有限,必须进行更换。再次进入人体组织更换电池并不是医生所喜欢做的事情,如果更换大脑植入器的电池就变得更加棘手了。

  美国麻省理工学院电子工程和计算机科学副教授拉胡尔-萨尔皮什尔(Rahul Sarpeshkar)带领一支研究小组负责这项研究,他们使用铂催化剂放置在末端,一层碳纳米管在另一端来建造这个电池,它们放置在一个硅片上,从而将电流连接至大脑植入器上。

  当大脑组织中的血糖分子流经铂催化剂,伴随其氧化过程,电子和氢离子将分离开来。在电池另一端,当氧分子与单壁碳纳米管接触时,与氢离子混合形成水,该电池最多可产生180微瓦功率的电能,足以驱动一个大脑植入器发送信号绕开受损大脑组织,或者刺激大脑组织(用于治疗帕金森氏症的方法)。

  血糖电池是一个较早的概念,最早出现于上世纪70年代,2010年,法国科学家设计了一种类似的电池用于驱动起搏器。这种电池混合了石墨和酶,能够从血糖中分离电子。但这种电池的问题在于酶动力电池无法提供像锂电池一样的电能输出。

  只要存在血糖和水,麻省理工学院最新研制的电池就能长时间持续工作,提供动能的血糖来自于环绕大脑组织周围的脑脊液。多数血糖并不能被人体使用,而这种电池仅使用很少部分的血糖,并不会影响大脑功能。

  迄今为止,这种电池并未在真实的大脑组织中测试,仅在模拟大脑组织的液体环境中运行。它将有望对植入器带来新的希望,未来有可能将这种电池植入人类大脑。

  这项最新研究报告发表在6月12日出版的《公共科学图书馆·综合》期刊上。(悠悠)

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