Ta jadalna bateria mogłaby zasilić świat diagnostyki i zrównoważonej energii

Można sobie wyobrazić każde włoskie miasto gastronomiczny zachwyt — a włoskie miasto portowe Genua jest tego przykładem.

Pesto, zielony sos z bazylii, to Genueńczyk oryginalny, podobnie jak aglioteli, sos czosnkowy i Prescinsêua, który jest rodzajem sera. Miasto słynie również z bogactwa pysznych dań z owoców morza, przyrządzanych z sardeli, ośmiornic i mieczników.

Również: Chcesz współczującej odpowiedzi od lekarza? Zamiast tego możesz zapytać ChatGPT

Teraz Genua jest także domem dla pierwszej na świecie jadalnej baterii, która jest wykonana z eklektycznej gamy składników, takich jak wosk pszczeli i wodorosty.

Chociaż ta bateria może nie pojawiać się w menu wielu znakomitych restauracji w Genui, pewnego dnia może uratować ci życie — lub przynajmniej kosztowną operację — po prostu rozpuszczając się w przewodzie pokarmowym.

Reakcja jelitowa

Przewód żołądkowo-jelitowy — w którym pokarm jest rozdrabniany i trawiony — jest jedną z najważniejszych części maszynerii organizmu. Badania pokazują, że dobre jej traktowanie ma bezpośredni i ponadprzeciętny wpływ na mózg zdrowia i funkcjonowania.

Dlatego każdy problem w tym przewodzie — złożony z okrężnicy (jelita grubego), odbytnicy, jelita cienkiego, żołądka, przełyku, gardła i jamy ustnej — wymaga natychmiastowej uwagi.

Ponadto: MedPerf ma na celu przyspieszenie medycznej sztucznej inteligencji przy jednoczesnym zachowaniu prywatności danych

Jeden z plagi tego układu pokarmowego jest rak okrężnicy, główny zabójca kobiet i mężczyzn w średnim wieku. Wskaźniki przeżycia zależą od możliwości wczesnego wykrycia.

Niestety, większość badań przewodu pokarmowego polega na wysyłaniu cienkiej rurki z kamerą przymocowaną do końcówki albo przez gardło do jelita cienkiego, albo przez odbytnicę do okrężnicy, co nie jest przyjemnym doświadczeniem.

Jednak innowacyjną i coraz bardziej atrakcyjną – choć mniej powszechną – metodą jest wysłanie kamery umieszczonej w małej kapsułce w kształcie pigułki witaminowej wraz z bateriami z tlenku srebra w dziewiczą podróż do jelit. 

Po części kamera szpiegowska tajnych służb, po części myśliwiec Jedi pigułka — służy przede wszystkim do badania jelita cienkiego w procesie tzw endoskopia kapsułkowa — przedostaje się przez przewód pokarmowy, robiąc zdjęcia z szybkością sześciu na sekundę, przesyłając je bezprzewodowo do elektronicznego paska noszonego przez pacjenta. 

Również: Czy AI powinna przyjść do gabinetu lekarskiego? Tak uważa współzałożyciel OpenAI

Chociaż ten proces brzmi jak dotąd świetnie, jest problem. Urządzenia, które można połknąć, choć są niesamowite, wymagają nadzoru medycznego podczas podawania i czasami utkną w górzystych szczelinach wnętrzności. 

Ni stąd ni zowąd przeszedłeś od rutynowego, niedrogiego testu na raka do operacji i ogromnego leczenia rachunek.

Artykuły spożywcze dla zdrowia

Ale co by było, gdyby aparat pigułkowy był wykonany z substancji, które nie były szkodliwe i jakoś po cichu stopił się w nicość, gdy wykonał swoją służbę?

Włoscy badacze z Włoski Instytut Technologiczny (IIT-Italian Institute of Technology) opracowali baterię, która mogłaby zasilać urządzenia, takie jak aparat w tabletkach, przy użyciu składników, które można znaleźć w spiżarni każdego miłośnika jedzenia.

Jako anodę tej baterii włoscy naukowcy użyli ryboflawiny, kluczowej substancji niezbędnej do wzrostu i funkcjonowania komórek, występującej w szerokiej gamie produktów spożywczych, w tym w chudym mięsie, migdałach i szpinaku.

Kwercetyna, kluczowy przeciwutleniacz występujący w owocach i warzywach, takich jak cebula, winogrona, jagody i brokuły, została wybrana jako katoda.

Również: MedPaLM firmy Google kładzie nacisk na ludzkich klinicystów w medycznej sztucznej inteligencji

Węgiel aktywowany, stosowany w leczeniu przypadków zatruć, był używany do zwiększania przewodnictwa elektrycznego, podczas gdy roztwór na bazie wody działał jako elektrolit.

Jako separator, który jest powszechnie stosowany w akumulatorach w celu zapobiegania zwarciom, naukowcy wykorzystali nori lub wodorosty.

Ponadto: możesz wysłać uścisk przez Internet za pomocą tego dotykowego wynalazku

Do elektrod użyto jadalnej złotej folii, takiej jakiej używa się do pieczenia ciast i ciastek.

Następnie całość pokryto woskiem pszczelim.

To starannie wykonane dzieło pomysłowości jest w stanie działać przy napięciu 0.65 wolta, wystarczająco niskim, aby nie wpływać na ludzi po połknięciu, ale z wystarczającą ilością energii, aby przez krótką chwilę zasilić małą diodę LED.

Naprzód

Naukowcy prowadzący ten obiecujący eksperyment z jadalnymi bateriami mają kilka zastrzeżeń: obudowa baterii wykonana z wosku pszczelego jest znakomitym potwierdzeniem koncepcji, ale należy ją nieco zmniejszyć do rzeczywistych zastosowań.

Co najważniejsze, ta jadalna bateria to tylko jedno z wielu pojawiających się rozwiązań, które zapoczątkowały jadalną rewolucję w opiece zdrowotnej: jadalny czujnik pH, filtr częstotliwości radiowej, jadalna pigułka do komunikacji wewnątrz ciała — to wszystko ostatnie postępy przesuwające kopertę złożonych, jadalnych systemów elektronicznych.

Wiele z tych postępów jest pilnie potrzebnych w obszarach farmakologii i diagnostyki zdrowotnej, w których urządzenia i czujniki zasilane bateriami mogłyby monitorować nasze wnętrzności i dostarczać informacji o jakości żywności. 

Zwykłe dzisiejsze baterie, które składają się z toksycznych substancji, nie będą w stanie pełnić tej roli. Połykane, nietoksyczne baterie mogą również odgrywać ważną rolę w zabawkach dla dzieci.

Również: Boty AI zdawały egzaminy w szkołach medycznych, ale czy powinny zostać twoim lekarzem?

Co najważniejsze jednak, te jadalne baterie oferują drogę do bardziej zrównoważonej przyszłości, w której prawie wszystko, co wymaga energii, będzie zasilane z czystej sieci za pośrednictwem baterii. 

Obecnie substancją, która napędza czyste technologie, jest lit, a jego wydobycie w celu zaspokojenia popytu powoduje znaczny zrównoważony rozwój wyzwania. Tylko jedna czwarta z 88 milionów ton litu, osadzonych głęboko w jądrze ziemi, jest opłacalna ekonomicznie. Nawet wtedy zanieczyszczenie wód gruntowych metalami ciężkimi stanowi trwałe zagrożenie. I to nie bierze pod uwagę ogromnej utraty siedlisk dla dzikich zwierząt i ogólnej rzezi środowiskowej.

Dlatego ten mały, jadalny krok w kierunku zrównoważonych baterii może zainspirować większy ruch.

„Chociaż nasze jadalne akumulatory nie zasilają samochodów elektrycznych, są dowodem na to, że akumulatory mogą być wykonane z bezpieczniejszych materiałów niż obecne akumulatory litowo-jonowe. Wierzymy, że zainspirują innych naukowców do budowania bezpieczniejszych akumulatorów dla prawdziwie zrównoważonej przyszłości” powiedziany Ivan Ilić, jeden ze współautorów stufy.

Artykuł naukowców — Jadalna ładowalna bateria - został niedawno opublikowany w czasopiśmie Advanced Materials, w którym opisali swoją koncepcję ogniwa baterii.