|
Адам Хеллер вместе с коллегами из Техасского университета в
Остине разработал "биобатарейку" - миниатюрное устройство, которое
имплантируется под кожу или в спинномозговой канал и получает электроэнергию от
реакции окисления глюкозы непосредственно в организме. Энергии, вырабатываемой
этой батарейкой, достаточно для того, чтобы питать датчики, например уровня
сахара в крови.
Принцип действия устройства достаточно прост. Батарейка состоит
из двух электродов, волокон длиной 2 см и толщиной около семи тысячных
миллиметра. Одно из волокон, покрытое специальным полимерным материалом, несет
на поверхности молекулы оксидазы глюкозы - фермента, который катализирует
окисление глюкозы. Полимерное покрытие обеспечивает контакт молекул фермента и
волокна и "стекание" на него электронов. Другое волокно содержит прикреплённые
молекулы другого фермента, который отдаёт электроны атомам кислорода. Таким
образом, между двумя волокнами образуется градиент электронной плотности, что и
позволяет получить электрический ток.
Правда, пока мощность такой батарейки весьма незначительна –
всего около 1,9 микроватт, что приблизительно равно мощности батарейки наручных
часов.
Сама идея создания аккумуляторов, которые бы извлекали
электроэнергию непосредственно из жидкостей организма, совсем не нова –
устройства, питающиеся от окисления глюкозы, были впервые созданы около 40 лет
назад. Однако для того чтобы такие устройства можно было использовать в
практике имплантации, они должны отвечать целому ряду требований, в частности,
иметь небольшие размеры и функционировать при повышенной температуре,
кислотности и в присутствии солей, характерных для внутренней среды организма.
Добиться таких свойств удалось только сейчас: батарейка Хеллера функционирует
при нормальной температуре крови – 37 градусах Цельсия – и уровне кислотности (рН)
порядка 7,2.
Идея применения описанных аккумуляторных элементов для
энергоснабжения искусственного сердца пока не представляется реальной в связи с
небольшой мощностью батарейки, а также её недолговечностью – пока такая батарея
теряет, в среднем, до 6 % мощности в сутки. Тем не менее, как полагает Хеллер,
даже этого достаточно для использования "биобатарейки" в исследовательских
целях, например, для питания сенсоров на теле животных в процессе эксперимента
длительностью до нескольких суток.
Сейчас перед учёными стоит целая серия задач, среди которых, в
частности, повышение эффективности работы созданной ими батареи в условиях
сложного солевого раствора, каким является внутренняя среда нашего организма.
"Компьюлента",
12.11.2002
Ссылки по теме:
[an error occurred while processing this directive]
|
