血液中葡萄糖作電池燃料 解決植入醫療器充電問題

［星島綜合報道］麻省理工學院(MIT)的科學家們創造了一種葡萄糖燃料電池，其體積小、功率大，可以想象它可以利用我們血液中的糖為醫療植入物提供動力。這個超薄的裝置依靠一種陶瓷材料作為電解質和鉑金陽極/陰極。研究人員能夠將剛剛超過150個燃料電池放置在一個芯片上，當葡萄糖溶液通過它們時，單個燃料電池產生大約80毫伏的峰值電壓，使它們達到了許多植入設備的電源要求。

植入式醫療技術向我們招手，讓我們走向一個實時健康監測和先進治療的全新世界。從糖尿病到神經調控，潛在的應用幾乎是無窮無盡的。然而，總是有一個討厭的問題，那就是為這些植入物供電。

電池最終會耗盡電量，需要拆除和更換，而刺穿皮膚的電線則很麻煩，並有明顯的感染風險。無線充電技術是一種選擇，但在很大程度上還處於起步階段，而且可能仍然需要在皮膚上佩戴一個外部充電設備。

這項最新技術旨在從我們自己的身體，特別是從我們血液中的葡萄糖中獲取能量，避免了對電池、電線或外部充電器的需求。「參與這項研究的研究員西蒙斯(Philipp Simons)說：「葡萄糖在體內無處不在，我們的想法是收集這種現成的能量，並利用它為可植入設備供電。在我們的工作中，我們展示了一種新的葡萄糖燃料電池電化學。」

這種新設備的厚度令人難以置信，為400納米，大約是人類頭髮直徑的1/100。有趣的是，這些燃料電池還具有高度的耐溫性，可以承受高達攝氏600度的高溫而不被損壞，從而可以在植入前使用高溫進行消毒。

新燃料電池內的電解質是陶瓷的，使用一種叫做鈰(ceria)的材料製成，這種材料具有機械穩定性、生物相容性和離子傳導性等優點，而且它已經被廣泛用於氫燃料電池。「鈰在癌症研究界被積極研究，」西蒙斯說。「它也類似於用於牙齒植入的氧化鋯，而且具有生物相容性和安全性。」

圖片：MIT

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