今天我們要介紹的也是葡萄糖生物燃料電池,但是與之前的燃料電池有很大區別。該葡萄糖燃料電池由美國mit的科研小組研製而成,採用矽和白金材料,通過標準的半導體製造工藝流程製作而成。類似於需氧動物細胞在酶和氧氣的作用下將葡萄糖分解成電子,白金可充當催化劑的角色,將電子從葡萄糖分子中分解出來。這塊生物燃料電池可以產生幾百微瓦(1微瓦=1/10毫瓦)的電能,堪比計算器內的太陽能電池。這些電能用來驅動複雜的電腦或者是觸發人體內大腦內的神經元簇都綽綽有餘。但是,理論上來講,該燃料電池會消耗人體大腦內的一部分能量,即使你並不會察覺,不過你可能會突然發現自己變得很容易餓。
從尺寸方面來講,這塊燃料電池可謂相當小巧,最大僅為64*64mm(2.5*2.5in),小則只有幾公釐,如下圖黃色方塊所示。最大的黃色方塊是64*64mm的電池,在其周圍有許多更小的電池。按常理來說,燃料電池的供電能力和其尺寸大小是成正比的,但是如果尺寸過大,要將其植入人體大腦就會增加許多難度。所以mit研究團隊就研製出了一些更微型的燃料電池,如果想要達到和大尺寸燃料電池同等的供電能力,多植入幾塊微型電池就ok了,而且操作起來會容易許多。
其實,葡萄糖燃料電池之前在其他領域也有應用,如心臟起搏器,但是他們使用的是生物酶(類似於人體內的生物酶),而且需要不斷補充。而白金材料則可以源源不斷地從葡萄糖內分解出電子。此外,白金具備良好的生物相容性,不會遭到免疫系統的排斥。腦脊髓液幾乎是不含細胞的葡萄糖液體,正是這些液體將大腦和脊柱隔離開來的。當然這裡所說的腦脊髓液內不含細胞,是指幾乎不含白細胞,所以就不會對燃料電池產生排斥了。
值得一提的是,這次研究的領頭人——也就是mit電子工程及電腦科學系副教授rahul sarpeshkar,曾經也是混合型數位化生物裝置專案的領頭人。截止目前,植入式裝置大部分都需要通過外接裝置進行充電,但是sarpeshkar團隊這次研究的燃料電池,就可以讓植入式裝置實現自行供電。
該燃料電池技術一旦成熟,將會用於為頭蓋骨或脊髓內超低功耗的植入式裝置提供能量**,亦或是應用於腦機介面領域的研究,如解碼大腦活動,然後通過功能性電刺激讓人體假肢作出相應的動作。
viaextremetech
(danice供雷鋒網
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