Dette spiselige batteriet kan drive verden av diagnostikk og bærekraftig energi

Enhver italiensk by, kan du forestille deg, er en gastronomisk glede — og den italienske havnebyen Genova er ikke mindre et eksempel på en.

Pesto, den grønne sausen laget av basilikum, er en genovesiske original, som er aglioteli, en hvitløkssaus, og Prescinsêua, som er en type ost. Byen er også kjent for et vell av deilige sjømatretter laget av ansjos, blekksprut og sverdfisk.

Også: Ønsker du et medfølende svar fra en lege? Det kan være lurt å spørre ChatGPT i stedet

Nå er Genova også hjemmet til verdens første spiselige batteri, som er laget av en eklektisk rekke ingredienser som bivoks og tang.

Selv om dette batteriet kanskje ikke er med på menyene til de mange fine restaurantene i Genova, kan det redde livet ditt en dag – eller i det minste en kostbar operasjon – ved ganske enkelt å løses opp i fordøyelseskanalen.

Tarmreaksjon

Mage-tarmkanalen - der maten din pulveriseres og fordøyes - er en av de viktigste delene av kroppens maskineri. Forskning viser at å behandle det godt har en direkte og overdimensjonert innvirkning på hjerne helse og funksjon.

Derfor må alle problemer i denne kanalen – som består av tykktarmen, endetarmen, tynntarmen, magen, spiserøret, halsen og munnen – behandles umiddelbart.

Dessuten: MedPerf har som mål å øke hastigheten på medisinsk AI mens data holdes private

En av plager av dette fordøyelsessystemet er tykktarmskreft, en ledende morder blant middelaldrende menn og kvinner i dag. Overlevelsesrater avhenger av å kunne oppdage det tidlig.

Dessverre involverer de fleste undersøkelser av mage-tarmregionen å sende et tynt rør med et kamera festet til tuppen enten ned i halsen til tynntarmen eller gjennom endetarmen til tykktarmen, og ingen av disse er hyggelige opplevelser.

En nyskapende og stadig mer attraktiv – om enn mindre vanlig – metode er å sende et kamera plassert i en liten, vitaminpilleformet kapsel sammen med sølvoksidbatterier på sin jomfrutur ned i tarmen. 

Dels spionkamera fra hemmelig tjeneste, dels Jedi starfighter, den pille — primært brukt til å inspisere tynntarmen i en prosess som kalles kapselendoskopi — tar seg vei gjennom fordøyelseskanalen mens han tar bilder med en hastighet på seks i sekundet, og sender dem trådløst til et elektronisk belte som bæres av pasienten. 

Også: Bør AI komme til legekontoret ditt? OpenAIs medgründer mener det

Selv om denne prosessen høres bra ut så langt, er det et problem. Inntak som kan spises, så fantastiske som de er, krever medisinsk tilsyn mens de administreres, og noen ganger setter de seg fast i de fjellrike sprekker i innvollene. 

Ut av ingensteds har du gått fra en rutinemessig, rimelig krefttest til kirurgi og en enorm medisinsk regningen.

Matvarer for helsen din

Men hva om pillekameraet var laget av stoffer som ikke var skadelige og på en eller annen måte stille smeltet sammen til ingenting når det tjente sin plikt?

Italienske forskere fra Italiensk teknologisk institutt (IIT-Italian Institute of Technology) har konstruert et batteri som kan drive enheter, for eksempel pillekameraet, ved å bruke ingredienser du kan finne i enhver matelskers pantry.

For anoden til dette batteriet brukte de italienske forskerne riboflavin, et avgjørende stoff som er nødvendig for cellevekst og funksjon, og som finnes i et bredt utvalg av matvarer, inkludert magert kjøtt, mandler og spinat.

Quercetin, en viktig antioksidant som finnes i frukt og grønnsaker, som løk, druer, bær og brokkoli, ble valgt til å være katoden.

Også: Googles MedPaLM legger vekt på menneskelige klinikere innen medisinsk AI

Aktivt kull, brukt til å behandle tilfeller av forgiftning, ble brukt for å øke elektrisk ledningsevne, mens en vannbasert løsning fungerte som elektrolytt.

For separatoren, som ofte brukes i batterier for å forhindre kortslutning, brukte forskerne nori eller tang.

Dessuten: Du kan sende en klem gjennom internett med denne haptiske oppfinnelsen

Til elektrodene ble det brukt spiselig gullfolie av den typen man bruker til å bake kaker og bakverk.

Deretter ble hele enheten innkapslet i bivoks.

Dette nøye utformede verket av oppfinnsomhet er i stand til å operere på 0.65 volt, lavt nok til ikke å påvirke mennesker når de svelger det, men med nok juice til å drive en liten LED for en kort stund.

Kraftig fremover

Forskerne som leder dette lovende, spiselige batterieksperimentet tilbyr noen advarsler: det bivokslagde batterihuset er et fantastisk proof-of-concept, men det må nedskaleres litt for bruk i den virkelige verden.

Avgjørende er at dette spiselige batteriet bare er en av mange nye løsninger som innleder en spiselig revolusjon innen helsevesenet: en spiselig pH-sensor, et radiofrekvensfilter, en spiselig pille for kommunikasjon i kroppen – dette er alle nye fremskritt som skyver rammen av komplekse, spiselige elektroniske systemer.

Mange av disse fremskrittene er et presserende behov innen farmakologi og helsediagnostikk, der batteridrevne enheter og sensorer kan holde øye med innmaten og gi informasjon om matkvalitet. 

Dagens vanlige batterier, som består av giftige stoffer, vil ikke kunne spille den rollen. Svelgelige, giftfrie batterier kan også spille en viktig rolle i barneleker.

Også: AI-roboter har klart å ta medisinske eksamener, men bør de bli legen din?

Det viktigste er imidlertid at disse spiselige batteriene tilbyr en vei mot en mer bærekraftig fremtid der nesten alt som krever energi vil bli drevet av et rent nett via et batteri. 

I dag er stoffet som driver ren teknologi litium, og utvinning av det for å møte etterspørselen fører til betydelig bærekraft utfordringer. Bare en fjerdedel av de 88 millioner tonnene med litium, innebygd dypt inne i jordens kjerne, er økonomisk levedyktig å utvinne. Selv da er forurensning av grunnvann med tungmetaller en vedvarende trussel. Og det er ikke tatt i betraktning enorme tap av habitat for dyreliv og generell miljøskade.

Derfor kan dette lille, spiselige trinnet i bærekraftige batterier inspirere til en større bevegelse.

"Selv om våre spiselige batterier ikke vil drive elbiler, er de bevis på at batterier kan lages av sikrere materialer enn nåværende Li-ion-batterier. Vi tror de vil inspirere andre forskere til å bygge tryggere batterier for en virkelig bærekraftig fremtid.» sa Ivan Ilic, en av medforfatterne av stufyen.

Forskernes papir - Et spiselig oppladbart batteri - ble nylig publisert i Advanced Materials journal, der de beskrev deres proof-of-concept battericelle.