血液中葡萄糖作电池燃料 解决植入医疗器充电问题

［星岛综合报道］麻省理工学院(MIT)的科学家们创造了一种葡萄糖燃料电池，其体积小、功率大，可以想象它可以利用我们血液中的糖为医疗植入物提供动力。这个超薄的装置依靠一种陶瓷材料作为电解质和铂金阳极/阴极。研究人员能够将刚刚超过150个燃料电池放置在一个芯片上，当葡萄糖溶液通过它们时，单个燃料电池产生大约80毫伏的峰值电压，使它们达到了许多植入设备的电源要求。

植入式医疗技术向我们招手，让我们走向一个实时健康监测和先进治疗的全新世界。从糖尿病到神经调控，潜在的应用几乎是无穷无尽的。然而，总是有一个讨厌的问题，那就是为这些植入物供电。

电池最终会耗尽电量，需要拆除和更换，而刺穿皮肤的电线则很麻烦，并有明显的感染风险。无线充电技术是一种选择，但在很大程度上还处于起步阶段，而且可能仍然需要在皮肤上佩戴一个外部充电设备。

这项最新技术旨在从我们自己的身体，特别是从我们血液中的葡萄糖中获取能量，避免了对电池、电线或外部充电器的需求。“参与这项研究的研究员西蒙斯(Philipp Simons)说：“葡萄糖在体内无处不在，我们的想法是收集这种现成的能量，并利用它为可植入设备供电。在我们的工作中，我们展示了一种新的葡萄糖燃料电池电化学。”

这种新设备的厚度令人难以置信，为400纳米，大约是人类头发直径的1/100。有趣的是，这些燃料电池还具有高度的耐温性，可以承受高达摄氏600度的高温而不被损坏，从而可以在植入前使用高温进行消毒。

新燃料电池内的电解质是陶瓷的，使用一种叫做铈(ceria)的材料制成，这种材料具有机械稳定性、生物相容性和离子传导性等优点，而且它已经被广泛用于氢燃料电池。“铈在癌症研究界被积极研究，”西蒙斯说。“它也类似于用于牙齿植入的氧化锆，而且具有生物相容性和安全性。”

图片：MIT

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