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《國際要聞》血糖也能供電? 麻省理工研發奈米級葡萄糖燃料電池
2022-05-20

※僅有人類頭髮1/100大小的奈米級葡萄糖燃料電池。(Photo credit: MIT)

麻省理工學院(MIT)發表一個令人相當驚艷的電力供給系統 – 葡萄糖燃料電池(glucose fuel cell),是利用血液中葡萄糖當作燃料穩定供給植入性電子醫療器材電力的微型電池。這個超薄裝置靠陶瓷材料作為其中的電解液與陰陽極,並且當葡萄萄溶液通過時,能透過在同一晶片上串聯超過150個微型電池(單個微型電池能提供約80 毫伏特)獲得電力。

植入性醫療科技正在向走進我們的生活,將帶領我們進入即時健康偵測與尖端治療的嶄新世界。從糖尿病到到神經調節,這些植入性的科技的潛力將是無窮盡的。然而這些裝置皆面臨最嚴苛的考驗 – 電力供給系統。

當電池電力耗盡時,這些裝置必須要被移除與重新安裝;或加裝充電線,但必須得承擔刺穿皮膚易造成感染的風險。無線充電則是替代方案,但目前仍處於初期開發或需在皮膚上安裝額外的充電裝置。

這項最新的技術目標是不使用額外電池、電線與充電裝置的方式從體內獲得電力,特別是利用血液中的葡萄糖。”葡萄糖在我們體內到處都是,為什麼我們不利用這個點子從血液中獲取能源給這些植入性醫療裝置呢?” 參與這項研究的Philipp Simons博士說道: “我們帶你們看到新的葡萄糖燃料電化學”。

除了利用葡萄糖供電這個亮點外,這個電池的尺寸也是一大看點,約為400奈米(約是1根人類頭髮的1/100大小)。更有趣的是,這個電池能夠抵抗攝氏600度的高溫而不被破壞,利用此項優勢可以通過植入人體前的高溫滅菌過程。

而這個電池的電解液是以陶瓷、二氧化鈰所組成,已經廣泛用於氫離子電池中,能夠達到機構穩定性(mechanical stability)、生物相容性(biocompatibility)與離子導電率(ion conductivity)。” 二氧化鈰在癌症研究上已被廣泛使用,如同作為植牙材料的二氧化鋯兼具生物相容性與安全性。” Philipp Simons博士說道。

(來源:Medgadget 生策中心編譯)

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