Учёные из Лос-Анджелеса создали суперконденсатор, который может полностью заменить потенциально опасные батареи в таких устройствах, как кардиостимуляторы. Конденсатор потребляет энергию непосредственно из организма человека и не нуждается в зарядке извне.
#img_center_nostream#
Кардиостимуляторы, которые помогают регулировать ненормальные сердечные ритмы, и другие имплантируемые устройства спасли множество жизней, но они имеют весомый недостаток. Для их работы нужны традиционные батареи, которые нужно периодически заменять путём операции, которая сопровождается риском заражения. Кроме того, батареи содержат опасные вещества, которые попадая в организм, могут быть опасными для жизни.
Исследователи из UCLA и University of Connecticut разработали новую биодружественную систему запасания энергии, называемую биосуперконденсатором. Она работает с использованием заряженных частиц или ионов из жидкости организма человека. Устройство безвредно для биологических систем организма, может стать основой для создания более долговечных, безопасных и более прочных кардиостимуляторов и других имплантируемых медицинских устройств. Такое устройство не потребует замены в течение всей жизни человека.
Конденсатор состоит из слоистого углеродного наноматериала, называемого графеном, а в качестве электрода используются модифицированные человеческие белки. Устройство использует электролиты из биологических жидкостей, таких как сыворотка крови и моча. Он работает с энергетическим комбайном, который преобразует тепло и движение от человеческого тела в электричество. Это подобно тому, как устроены самозаводящиеся часы. Они «питаются» от движений тела пользователя. Затем электричество запасается в суперконденсаторе.
Соавтор исследования Махер Эль-Кади говорит: «Объединение энергетических комбайнов с суперконденсаторами может обеспечить бесконечную мощность для пожизненных имплантируемых устройств, которые, возможно, никогда не придётся заменять».
Новый суперконденсатор имеет преимущества и в размере. Например, современные кардиостимуляторы обычно имеют толщину около 6—8 мм и диаметр с монету в 50 центов. При этом больше половины этого пространства обычно занято батареей. Новый суперконденсатор имеет толщину всего в 1 мкм, что намного меньше толщины человеческого волоса. Это означает, что он может повысить энергоэффективность имплантируемых устройств.
Он также может поддерживать свою работу в течение длительного времени, сгибаться и скручиваться внутри корпуса без каких-либо механических повреждений и хранить больше заряда, чем литиевые батареи аналогичного размера, которые в настоящее время используются в кардиостимуляторах.
По материалам: Springwise.