如果在未来人类可以吞下电池为身体供电会怎样?
这种可能性乍一看似乎很荒谬,因为考虑到电池它们通常又粗又大,人类吃不下去。但在科学的帮助下,这个想法有一天会成为现实。
小肠环绕人体肠道平均有22英尺长,很难进入。因此,宾汉姆顿大学的研究人员正在提供胶囊大小的生物电池新闻稿.
(图片来源:宾汉姆大学)
生物电池与可摄食相机
该研究的主要作者、托马斯·j·沃森工程与应用科学学院电气与计算机工程系教授崔锡勋(Seokheun“Sean”Choi)博士说,他们发明了带有可摄食摄像头的生物电池,可以到达小肠。
Choi声称,这些电池具有广泛的功能,包括物理传感、成像,甚至是药物管理。然而,功率是一个关键问题。电子产品目前由一次电池供电,能量有限,无法长期使用。
沃森团队的方法是基于崔在过去十年中关于使用细菌产生适量电力的发现,这些电力可以为传感器和无线网络连接提供动力物联网(物联网)。
研究小组解释说,传统电池是有风险的,因为人体内部的无线能量传输是无效的。他们说,肠道运动过于迟缓,无法利用机械能,而温差也不足以捕获热能。
与此同时,研究小组开发的生物电池使用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),这种细菌形成孢子,在进入小肠之前处于休眠状态。
pH-Sensitive膜
研究人员使用了一种ph敏感膜,该膜必须满足激活的特定要求,这样微型燃料电池才能在小肠中发挥作用。
崔解释说,消化系统中的食道具有中性的pH值,类似于小肠,但运输时间只有10秒。他补充说,由于胃的pH值极低,它永远不会在那里激活,只会在小肠中发挥作用。
Choi知道有些人可能不愿意食用细菌,但他澄清说,人体已经充满了支持消化和其他身体过程的无害微生物。
尽管这项研究刚刚发表在美国,崔和他的团队已经在计划增强生物电池。一旦燃料电池进入小肠,它可能需要长达一个小时才能完全发芽,科学家们希望加快这一过程。
该电池的功率密度约为每平方厘米100微瓦,足以进行无线传输,但可提供10倍的应用选择。
这些电池还需要在人类和动物身上进行测试,以及生物相容性研究。
Choi说,低水平微生物燃料电池有许多潜在的应用,比如电刺激设备、药物输送系统、生物和化学传感器。
科学家们相信他们的微型燃料电池很有前途,但也指出它还有很长的路要走。