Detta ätbara batteri kan driva världen av diagnostik och hållbar energi

Vilken italiensk stad som helst, kan du föreställa dig, är en gastronomisk glädje — och den italienska hamnstaden Genua är inte mindre ett exempel på en sådan.

Pesto, den gröna såsen gjord på basilika, är en genuesisk original, liksom aglioteli, en vitlökssås, och Prescinsêua, som är en typ av ost. Staden är också känd för en mängd läckra skaldjursrätter gjorda på ansjovis, bläckfisk och svärdfisk.

Dessutom: Vill du ha ett medkännande svar från en läkare? Du kanske vill fråga ChatGPT istället

Nu är Genua också hem för världens första ätbara batteri, som är tillverkat av en eklektisk mängd ingredienser som bivax och tång.

Även om det här batteriet kanske inte finns med på menyerna på de många fina restaurangerna i Genua, kan det rädda ditt liv en dag - eller åtminstone en dyr operation - genom att helt enkelt lösas upp i din matsmältningskanal.

Magkänsla

Mag-tarmkanalen - där din mat pulveriseras och smälts - är en av de viktigaste delarna av din kropps maskineri. Forskning visar att att behandla det väl har en direkt och överdriven inverkan på hjärna hälsa och funktion.

Därför måste alla problem i det här området - som består av din tjocktarm (tjocktarm), ändtarm, tunntarm, mage, matstrupe, svalg och mun - behandlas omedelbart.

Dessutom: MedPerf syftar till att påskynda medicinsk AI och samtidigt hålla data privat

En av gissel av detta matsmältningssystem är tjocktarmscancer, en ledande mördare av medelålders män och kvinnor idag. Överlevnadsgraden beror på att man kan upptäcka det tidigt.

Tyvärr går de flesta undersökningar av mag-tarmregionen ut på att man skickar en tunn slang med en kamera fäst i spetsen antingen ner i halsen till tunntarmen eller genom ändtarmen till tjocktarmen, vilket varken är trevliga upplevelser.

Men en innovativ och alltmer attraktiv – om än mindre vanlig – metod är att skicka en kamera inrymd i en liten vitaminpillerformad kapsel tillsammans med silveroxidbatterier på sin jungfruresa ner i magen. 

Dels spionkamera från hemlig tjänst, dels Jedi starfighter, den piller — används främst för att inspektera tunntarmen i en process som kallas kapselendoskopi — tar sig igenom matsmältningskanalen samtidigt som de tar bilder med en hastighet av sex i sekunden och skickar dem trådlöst till ett elektroniskt bälte som bärs av patienten. 

Dessutom: Ska AI komma till din läkares mottagning? Det tycker OpenAI:s medgrundare

Även om den här processen låter bra än så länge finns det ett problem. Ätbara enheter, hur fantastiska de än är, kräver medicinsk tillsyn medan de administreras och de fastnar ibland i de bergiga springorna i din inre. 

Från ingenstans har du gått från ett rutinmässigt, prisvärt cancertest till operation och en enorm medicinsk räkningen.

Ätbart för din hälsa

Men tänk om pillerkameran var gjord av ämnen som inte var skadliga och på något sätt tyst smält ihop till intet när den väl hade tjänat sin plikt?

Italienska forskare från Italienska tekniska högskolan (IIT-Italian Institute of Technology) har konstruerat ett batteri som kan driva enheter, såsom pillerkameran, med hjälp av ingredienser du kan hitta i alla matälskares skafferi.

För anoden på detta batteri använde de italienska forskarna riboflavin, ett avgörande ämne som är nödvändigt för celltillväxt och funktion, och som finns i en mängd olika livsmedel, inklusive magert kött, mandel och spenat.

Quercetin, en viktig antioxidant som finns i frukt och grönsaker, såsom lök, vindruvor, bär och broccoli, valdes som katod.

Dessutom: Googles MedPaLM betonar mänskliga kliniker inom medicinsk AI

Aktivt kol, som används för att behandla fall av förgiftning, användes för att öka den elektriska ledningsförmågan, medan en vattenbaserad lösning fungerade som elektrolyten.

För separatorn, som vanligtvis används i batterier för att förhindra kortslutning, använde forskarna nori eller tång.

Dessutom: Du kan skicka en kram via internet med denna haptiska uppfinning

Till elektroderna användes ätbar guldfolie av det slag som man använder för att baka kakor och bakverk.

Sedan var hela enheten inkapslad i bivax.

Detta noggrant utformade uppfinningsverk kan arbeta vid 0.65 volt, tillräckligt lågt för att inte påverka människor när de sväljer det, men med tillräckligt med juice för att driva en liten lysdiod för en kort stund.

Framåt

Forskarna som leder detta lovande, ätbara batteriexperiment erbjuder några varningar: det bivaxtillverkade batterihuset är ett fantastiskt proof-of-concept, men det måste skalas ner lite för verkliga tillämpningar.

Av avgörande betydelse är detta ätbara batteri bara en av många framväxande lösningar som inleder en ätbar revolution inom hälso- och sjukvården: en ätbar pH-sensor, ett radiofrekvensfilter, ett ätbart piller för kommunikation inom kroppen - dessa är alla nya framsteg som pressar höljet av komplexa, ätbara elektroniska system.

Många av dessa framsteg behövs snarast inom farmakologi och hälsodiagnostik, där batteridrivna enheter och sensorer kan hålla koll på våra inälvor och ge information om livsmedelskvalitet. 

Dagens vanliga batterier, som består av giftiga ämnen, kommer inte att kunna spela den rollen. Intagbara, giftfria batterier kan också spela en viktig roll i barnleksaker.

Dessutom: AI-bots har klarat av medicinska tentor, men borde de bli din läkare?

Det viktigaste är dock att dessa ätbara batterier erbjuder en väg mot en mer hållbar framtid där nästan allt som kräver energi kommer att drivas av ett rent nät via ett batteri. 

Idag är det ämne som driver ren teknik litium, och brytning av det för att möta efterfrågan orsakar betydande hållbarhet utmaningar. Endast en fjärdedel av de 88 miljoner ton litium, inbäddat djupt inuti jordens kärna, är ekonomiskt lönsamt att bryta. Även då är förorening av grundvatten med tungmetaller ett bestående hot. Och det tar inte hänsyn till enorma livsmiljöförluster för vilda djur och allmänt miljöblodbad.

Därför kan detta lilla, ätbara steg i hållbara batterier inspirera till en större rörelse.

"Även om våra ätbara batterier inte kan driva elbilar, är de ett bevis på att batterier kan tillverkas av säkrare material än nuvarande Li-ion-batterier. Vi tror att de kommer att inspirera andra forskare att bygga säkrare batterier för en verkligt hållbar framtid." sade Ivan Ilic, en av medförfattarna till stufyen.

Forskarnas uppsats — Ett ätbart uppladdningsbart batteri - publicerades nyligen i Advanced Materials journal, där de beskrev sin proof-of-concept battericell.