Истражувачите користат микробни горивни ќелии со Bacillus subtilis бактерии кои формираат спори и остануваат инертни додека не стигнат до тенкото црево
Технолошките компании развија многу уреди кои работат надвор од телото, како што се паметни телефони, паметни часовници, таблет уреди и стотици други. Но, што е со уредите кои би функционирале во човечкото тело? Кога би можеле да напојуваме такви уреди, тоа би го забрзало развојот на биомедицински истражувања и нивната примена во хемиски сензори, системи за испорака на лекови и уреди за електростимулација.
Решение за тенкото црево
Токму по оваа трага тргнаа и истражувачите за биобатерии од Универзитетот Бингамтон, кои мислат дека имаат решение за тешко достапното тенко црево. Набљудувањата на тамошниот Оддел за електротехничко и компјутерско инженерство неодамна беа објавени во списанието Advanced Energy Materials.
Истражувачите веќе развија камера за голтање која може да навлезе во некои недостапни региони во тенкото црево. Овие уреди прават многу добри работи, од фотографирање до испорака на лекови. Меѓутоа, проблемот е нивната издржливост бидејќи користат примарни батерии со ограничена количина на енергија, па не можат да функционираат долгорочно.
Микробиски горивни ќелии
Новото решение се заснова на наодите што истражувачите од Бингамтон ги направиле во изминатата деценија, додека ги проучувале можностите за користење на бактерии за генерирање електрична енергија на ниско ниво што може да ги напојува сензорите и Wi-Fi конекциите.
Сепак, опциите во внатрешноста на тенкото црево се помалку остварливи: традиционалните батерии можат да бидат штетни по здравјето на луѓето, безжичниот пренос на енергија е неефикасен, телото не обезбедува доволно промени за топлинска енергија, а движењата на цревата се премногу бавни за механичка енергија. Затоа, овие нови батерии користат сосема нов пристап кој се состои од микробни горивни ќелии со Bacillus subtilis бактерии, кои формираат спори и остануваат инертни додека не стигнат до тенкото црево.
pH-чувствителна мембрана
За да се принудат овие микро-горивни ќелии да работат селективно во тенкото црево, истражувачите користеле pH-чувствителна мембрана која бара одредени услови за да се активира.
„Кога ќе го погледнете нашиот гастроинтестинален тракт, хранопроводникот има неутрална pH вредност, исто како и тенкото црево, но времето на транзит изнесува само 10 секунди. Нема да се активира во оваа област и никогаш нема да работи во желудникот бидејќи желудникот има многу ниска pH вредност. Делува само во тенкото црево“, објаснуваат истражувачите.
Голтање бактерии
На оние кои можеби се противат на голтање бактерии, истражувачите им возвраќаат дека нашите тела веќе се полни со нетоксични микроби кои помагаат во варењето и другите функции.
„Ние ги користиме овие спори како неактивен биокализатор кој може да се складира. Спорите можат да ‘ртат кога се достапни хранливи материи, да го продолжат вегетативниот живот и да генерираат енергија“, велат истражувачите од Бингамтон, кои веруваат дека нивните микро-горивни ќелии имаат огромен потенцијал, но пред нив се уште е долг пат. За почеток, батериите мора да се подложат на тестирање на животни и луѓе, како и на студии за биокомпатибилност.
Истражувачите, исто така, сакаат да ја зголемат брзината со која ’ртат горивните ќелии. Тој процес моментално трае околу еден час. Дополнително, ќелиите генерираат околу 100 микровати на квадратен сантиметар густина на моќност, што е доволно за безжичен пренос, но десет пати повеќе би понудило многу повеќе опции.