※美國紐約賓漢姆頓大學開發了一種微生物燃料電池，可利用腸道中液體供電。(Photo credit: Binghamton University)

美國紐約賓漢姆頓大學的研究人員開發了一種微生物燃料電池，可以為攝影設備(如: 相機)提供電力，而這些設備可以檢測胃腸道，特別是小腸內的健康問題。這個燃料電池包含休眠的枯草桿菌內孢子，這些內孢子只有在遇到營養豐富的腸液時才會發芽並變得活躍。再結合一個對pH值敏感的膜，只有當燃料電池達到小腸的中性pH值時才會啟動。該技術可能為傳統電池提供了一種替代方案，如果傳統電池開始洩漏或在體內受損，可能會對人體健康造成威脅。

我們如何能監測腸道？一種選擇是採用藥片形式的相機，一旦吞下，它將沿著胃腸道前進，為那些難以觸及的區域提供寶貴的醫療影像。雖然這個解決方案很優雅，但找到一種可靠和安全的方式為該設備供電可能很棘手。傳統的電池會帶來健康安全上風險，如果該設備打算在胃腸道內停留一段時間，它們可能會耗盡電力。現在，另一個選擇是利用腸道中營養豐富的液體為所謂的生物電池供電。

「小腸中有些區域是無法到達的，這就是為什麼要開發出影像擷取設備來解決這個問題，它們可以做很多事情，如: 擷取影像、物理感應甚至是藥物輸送，但最大的問題是電力來源。到目前為止，電子產品使用的是傳統電池，其容量有限，不利於長期運作。」這個新生物電池的主要開發者之一Seokheun Choi教授說道。

在這種新概念中，營養豐富的腸液進入生物電池，然後裡面的細菌開始進食，在這個過程中產生少量的電力。到目前為止，這項技術還處於概念驗證階段，研究人員通過將生物電池浸沒在模擬腸液中進行測試，結果顯示，該電池可以產生470 µA cm−2的電流密度和98 µW cm−2的功率密度，這表明它有可能為可吞服設備提供能量。

然而，在該技術適合在人類身上進行測試之前，仍有更多工作要做。研究人員正在努力提高該系統能夠產生的電量，以便他們能夠為生物電池供電的設備配備更先進的功能。他們已經巧妙地使用對pH值敏感的材料使該系統對小腸具有專一性。

「你如何使你的微型燃料電池有選擇地在小腸中工作？我們使用一種對pH值敏感的膜，它需要特定的條件才能啟動這個設備。當你看我們的胃腸道時，食道的pH值是中性的，與小腸相同，但轉運時間只有10秒，它不會在這個區域啟動。而且它永遠不會在胃裡起作用，因為胃的pH值非常低，這個電池只在小腸中起被活化。」Seokheun Choi教授繼續說道。

(來源: Medgadget 生策中心編譯)