Вчені створили їстівну батарейку, яку можна проковтнути: вона зникає через 3 доби

Дослідники вже тривалий час працюють над ковтальними пристроями, які збирають дані, доставляють ліки та контролюють стан здоров’я всередині організму. Цим пристроям потрібне живлення. Але звичайні батареї жорсткі, займають місце й можуть травмувати або блокувати шлунково-кишковий тракт.

Створити їстівні пристрої, які надійно працюють в організмі, а потім безпечно деградують, непросто. Проблема полягає в пошуку нешкідливих високоефективних матеріалів, здатних витримувати агресивне кисле середовище шлунково-кишкового тракту та стискаючі навантаження.

Щоб створити більш придатне для ковтання джерело живлення, дослідники розробили батарею, яку можна проковтнути, з матеріалу, схожого на рисовий папір, і сумісних з організмом компонентів. Їстівна батарея живила невеликі електронні пристрої у шлунках свиней протягом 3 днів, після чого розкладалася.

Батарейка з “рисового паперу”

Джованні Траверсо, інженер-механік із Массачусетського технологічного інституту, розповідає, що метою його команди було створити біосумісну та біорозкладну батарею. Дослідників надихнув тонкий їстівний рисовий папір, який використовують для загортання деяких азійських цукерок.

Команда створила паперовий катод із нановолокна целюлози, триоксиду молібдену та активованого вугілля; анодом слугував магнієвий сплав. Між електродами дослідники розмістили біорозкладний іонний рідкий електроліт, який виготовили шляхом плавлення хлориду холіну та молочної кислоти. Батареї інкапсулювали у бджолиний віск, щоб допомогти їм зберігати працездатність в організмі.

Три дні роботи у шлунку

Для випробування батарей дослідники за допомогою ендоскопа доставляли їх у шлунки свиней. Батареї живили два пристрої: мітку радіочастотної ідентифікації (RFID), яка передавала сигнали на детектор за межами організму, та пристрій для електричної стимуляції, який запускав вивільнення гормону голоду. RFID-мітка складалася з молібденової антени на недеградуючому чипі.

Зображення показали, що молібденова антена та батарея протягом кількох тижнів розпалися на крихітні фрагменти. Маленький нерезорбований RFID-чип природним шляхом вивівся з організму, а весь пристрій повністю деградував протягом кількох місяців.

Яссер Хан, інженер з електротехніки та комп’ютерної інженерії з Університету Південної Каліфорнії, який не брав участі в дослідженні, каже, що “живлення електроніки, яку вводять всередину організму, є однією з найбільших проблем у нашій галузі”. Сучасні батареї містять шкідливі матеріали, і після вичерпання заряду їх необхідно видаляти.

Поки що технологія залишається на стадії доклінічних випробувань, але вона відкриває шлях до одноразової електроніки, яку можна проковтнути, використати для діагностики чи лікування, а потім не витягувати з організму.

Джерело: Chemical & Engineering News