Фото: Kimberly Vardeman
Чистая энергия

Биотопливо из хлопка подзарядит медицинские импланты

Разработанный в США топливный элемент работает на глюкозе и обеспечит вдвое больше энергии, чем современные аналоги. Его можно будет подключать к датчикам и кардиостимуляторам параллельно с батареями.

Специалисты Технологического института штата Джорджия и Университета Кореи использовали золотые наночастицы и хлопок, чтобы создать электроды с высокой электропроводностью. С их помощью ученые преодолели одно из главных препятствий на пути к биотопливу — соединение ферментов, которые участвуют в окислении глюкозы, с электродом.

Для производства электродов ученые взяли пористые хлопковые волокна, состоящие из множества гидрофильных микрофибрилл — волокон целлюлозы, содержащих гидроксильную группу. Затем на волокна нанесли золотые наночастицы диаметром примерно восемь нанометров. Пористость хлопка позволяет увеличить число золотых слоев по сравнению с волокнами нейлона.

Технология послойной сборки применялась для изготовления золотых электродов, которые легли в основу и катода, и проводящего субстрата для анода.

Благодаря ей мощность достигла 3,7 милливатт на кв. сантиметр, сообщает Phys.org.

Помимо повышения электрической проводимости электродов хлопковые волокна повышают биосовместимость устройства. Также новая разработка выгодно отличается высокой стабильностью и долгим сроком службы.

Современные кардиостимуляторы и другие импланты питаются батареями, которых хватает на годы, но по истечении этого срока все равно требуется операция. Биотопливные элементы могли бы продлить срок службы так, чтобы их хватало на всю жизнь. Кроме того, они хорошо подходят для создания временных имплантов, которые после выполнения свой функции полностью растворяются в организме.

Чтобы не расходовать ценную пресную воду и сахарный тростник на производство биотоплива, британские ученые решили использовать морскую воду, а в качестве биомассы — водоросли.