Loại pin đặc biệt biến glucose thành điện năng

Gia Huy
22/05/2022 08:54
D

Các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusets (MIT) và Đại học Kỹ thuật Munich đã thiết kế loại pin có thể chuyển đổi glucose trực tiếp thành điện năng.

Thiết bị này nhỏ gọn hơn các pin nhiên liệu glucose khác vì chỉ dày 400 nanomet hay có đường kính khoảng 1/100 sợi tóc người. Tuy nhiên, thiết bị kể trên lại có thể đạt mật độ năng lượng hơn so với các loại pin nhiên liệu glucose hiện có trong điều kiện môi trường xung quanh.

Thiết bị mới cũng có khả năng đàn hồi và chịu mức nhiệt 600 độ C. Nếu được lồng ghép vào thiết bị cấy ghép trong y tế, pin nhiên liệu vẫn duy trì ổn định thông qua quy trình khử trùng ở nhiệt độ cao cần cho tất cả các thiết bị cấy ghép.

Loại pin đặc biệt có khả năng biến glucose thành điện năng (ảnh minh họa).

Loại pin đặc biệt có khả năng biến glucose thành điện năng (ảnh minh họa).

Điểm cốt lõi của thiết bị mới là được làm từ gốm, loại vật liệu vẫn giữ được tính chất điện hóa ngay cả ở nhiệt độ cao và trên quy mô nhỏ. Các nhà nghiên cứu cho rằng thiết kế mới có thể được gắn vào các màng hoặc lớp phủ siêu mỏng và bao xung quanh các mô cấy để cung cấp năng lượng thụ động cho các thiết bị điện tử nhờ có nguồn cung cấp glucose dồi dào của cơ thể.

"Glucose có ở khắp mọi nơi trong cơ thể và ý tưởng của nghiên cứu là thu và sử dụng nguồn năng lượng sẵn có này để cấp điện cho các thiết bị cấy ghép", Philipp Simons, đồng tác giả nghiên cứu nói. "Trong nghiên cứu, chúng tôi đã chứng minh phương pháp điện hóa pin nhiên liệu glucose mới".

Jennifer L. M. Rupp, một trong các tác giả nghiên cứu cho biết: “Thay vì sử dụng pin có thể chiếm 90% thể tích mô cấy, bạn có thể tạo ra một thiết bị màng mỏng và nguồn điện không chiếm diện tích”.

Thiết kế cơ bản của pin nhiên liệu glucose bao gồm ba lớp: cực dương trên cùng, chất điện phân ở giữa và cực âm dưới cùng. Cực dương phản ứng với glucose trong chất dịch của cơ thể, biến đổi đường thành axit gluconic. Chuyển đổi điện hóa này giải phóng một cặp proton và một cặp electron.

Chất điện phân ở giữa có tác dụng tách proton khỏi các electron, dẫn proton đi qua pin nhiên liệu, nơi chúng kết hợp với không khí để tạo thành các phân tử nước, sản phẩm phụ vô hại lưu thông cùng chất dịch của cơ thể. Trong khi đó, các electron tách ra di chuyển ra mạch ngoài và được dùng để cấp điện cho thiết bị điện tử.

Nhóm nghiên cứu đã tìm cách cải tiến các vật liệu và thiết kế hiện có bằng cách thay đổi lớp điện phân, thường được làm từ polime. Cụ thể, chất điện phân đã được làm từ xeria, vật liệu gốm có độ dẫn điện bằng ion ở mức cao, bền về mặt cơ học và do đó được sử dụng rộng rãi làm chất điện phân trong pin nhiên liệu hydro. Nó cũng đã được chứng minh là tương thích sinh học.

Các nhà khoa học đã kẹp chất điện phân giữa cực dương và cực âm làm bằng bạch kim, vật liệu ổn định dễ phản ứng với glucose. Kết quả cho ra đời 150 pin nhiên liệu glucose riêng lẻ trên một con chip, mỗi pin mỏng khoảng 400 nanomet và rộng khoảng 300 micromet.

Nhóm nghiên cứu đã tạo khuôn mẫu pin trên các tấm silic, cho thấy thiết bị này có thể được ghép nối với một vật liệu bán dẫn thông thường. Sau đó, các tác giả đã đo dòng điện sản sinh bởi mỗi pin khi họ cho dung dịch glucose chảy qua mỗi tấm wafer trong một trạm thử nghiệm được chế tạo riêng.

Kết quả là nhiều pin sản xuất điện áp cao nhất khoảng 80 milivôn. Với kích thước rất nhỏ của mỗi pin, sản lượng điện này có mật độ năng lượng cao nhất so với bất kỳ thiết kế pin nhiên liệu glucose nào hiện có. Theo các tác giả, nguồn điện này đủ để cung cấp cho các thiết bị cấy ghép.

Theo Tạp chí Điện tử

Bình luận

Tối thiểu 10 chữ Tiếng việt có dấu Không chứa liên kết

Gửi bình luận

Tin cùng chuyên mục

Trung Quốc phát minh ăng-ten siêu mỏng cho máy bay tàng hình

Trung Quốc phát minh ăng-ten siêu mỏng cho máy bay tàng hình

Công nghệ lượng tử của Toshiba thay đổi ngành viễn thông

Công nghệ lượng tử của Toshiba thay đổi ngành viễn thông

Phương pháp 'chia tách' đưa các vệ tinh công suất thấp vào kỷ nguyên 5G

Phương pháp 'chia tách' đưa các vệ tinh công suất thấp vào kỷ nguyên 5G

Cần định danh rõ vai trò tạp chí khoa học

Cần định danh rõ vai trò tạp chí khoa học

Phương pháp làm mát 3D mới sử dụng nước sôi để tăng hiệu suất thiết bị điện tử gấp 7 lần

Phương pháp làm mát 3D mới sử dụng nước sôi để tăng hiệu suất thiết bị điện tử gấp 7 lần

Pin EV mới: Sạc đầy trong 20 phút, chấm dứt nỗi lo về phạm vi hoạt động

Pin EV mới: Sạc đầy trong 20 phút, chấm dứt nỗi lo về phạm vi hoạt động

Công nghệ ARIS: Giải pháp mới trong mạng CR-NOMA giúp tăng hiệu suất truyền thông không dây

Công nghệ ARIS: Giải pháp mới trong mạng CR-NOMA giúp tăng hiệu suất truyền thông không dây

Nghiên cứu mới: 'Bức tường' ảnh hưởng thế nào đến hiệu năng người dùng trong mạng không dây

Nghiên cứu mới: 'Bức tường' ảnh hưởng thế nào đến hiệu năng người dùng trong mạng không dây

90 công trình khoa học xuất sắc được chọn trình bày tại ICISN 2025

90 công trình khoa học xuất sắc được chọn trình bày tại ICISN 2025

Nghiên cứu mới nhất xác định được nguồn gốc Covid-19?

Nghiên cứu mới nhất xác định được nguồn gốc Covid-19?

Liên hiệp Hội Việt Nam vinh danh 135 nhà khoa học tiêu biểu năm 2024

Liên hiệp Hội Việt Nam vinh danh 135 nhà khoa học tiêu biểu năm 2024

Việt Nam chuẩn bị phóng vệ tinh radar đầu tiên vào đầu năm 2025

Việt Nam chuẩn bị phóng vệ tinh radar đầu tiên vào đầu năm 2025

Tin mới cập nhật

Đã hoàn thuế thu nhập cá nhân tự động 1.169 tỷ đồng: Minh bạch, nhanh chóng và tiện lợi

Đã hoàn thuế thu nhập cá nhân tự động 1.169 tỷ đồng: Minh bạch, nhanh chóng và tiện lợi

Keysight nâng cao năng lực sẵn sàng chiến đấu cho đơn vị FORACS của NATO

Keysight nâng cao năng lực sẵn sàng chiến đấu cho đơn vị FORACS của NATO

5 công cụ AI giúp bạn trở thành lập trình viên, nhà thiết kế và nhạc sĩ trong tích tắc

5 công cụ AI giúp bạn trở thành lập trình viên, nhà thiết kế và nhạc sĩ trong tích tắc

Bài phát biểu của Chủ tịch nước Lương Cường tại Đại lễ Vesak Liên Hiệp Quốc 2025

Bài phát biểu của Chủ tịch nước Lương Cường tại Đại lễ Vesak Liên Hiệp Quốc 2025

Techcombank cảnh báo chiêu trò lừa đảo thẻ ngân hàng ngày càng tinh vi

Techcombank cảnh báo chiêu trò lừa đảo thẻ ngân hàng ngày càng tinh vi

Trung tâm Báo chí hiện đại sẵn sàng phục vụ Đại lễ Vesak Liên Hợp Quốc 2025

Trung tâm Báo chí hiện đại sẵn sàng phục vụ Đại lễ Vesak Liên Hợp Quốc 2025

Hé lộ cổ đông chi phối VNPAY: Nắm 99,99% vốn và sở hữu quyền lực tài chính khổng lồ

Hé lộ cổ đông chi phối VNPAY: Nắm 99,99% vốn và sở hữu quyền lực tài chính khổng lồ

BYD Việt Nam và VPBank triển khai chương trình 'Mua xe nhận quà, không lo lãi suất'

BYD Việt Nam và VPBank triển khai chương trình 'Mua xe nhận quà, không lo lãi suất'

Toàn văn Nghị quyết số 68-NQ/TW về phát triển kinh tế tư nhân

Toàn văn Nghị quyết số 68-NQ/TW về phát triển kinh tế tư nhân

Chính thức trình Quốc hội sửa đổi, bổ sung một số điều của Hiến pháp năm 2013

Chính thức trình Quốc hội sửa đổi, bổ sung một số điều của Hiến pháp năm 2013

Máy tính all in one ASUS V440, giá chỉ từ 16 triệu đồng

Máy tính all in one ASUS V440, giá chỉ từ 16 triệu đồng

Samsung duy trì vị thế vị trí số 1 toàn cầu 6 năm liên tiếp

Samsung duy trì vị thế vị trí số 1 toàn cầu 6 năm liên tiếp

Tin đọc nhiều

Trung Quốc phát minh ăng-ten siêu mỏng cho máy bay tàng hình

Trung Quốc phát minh ăng-ten siêu mỏng cho máy bay tàng hình

Công nghệ lượng tử của Toshiba thay đổi ngành viễn thông

Công nghệ lượng tử của Toshiba thay đổi ngành viễn thông

Phương pháp 'chia tách' đưa các vệ tinh công suất thấp vào kỷ nguyên 5G

Phương pháp 'chia tách' đưa các vệ tinh công suất thấp vào kỷ nguyên 5G

Cần định danh rõ vai trò tạp chí khoa học

Cần định danh rõ vai trò tạp chí khoa học

Phương pháp làm mát 3D mới sử dụng nước sôi để tăng hiệu suất thiết bị điện tử gấp 7 lần

Phương pháp làm mát 3D mới sử dụng nước sôi để tăng hiệu suất thiết bị điện tử gấp 7 lần

Pin EV mới: Sạc đầy trong 20 phút, chấm dứt nỗi lo về phạm vi hoạt động

Pin EV mới: Sạc đầy trong 20 phút, chấm dứt nỗi lo về phạm vi hoạt động

Công nghệ ARIS: Giải pháp mới trong mạng CR-NOMA giúp tăng hiệu suất truyền thông không dây

Công nghệ ARIS: Giải pháp mới trong mạng CR-NOMA giúp tăng hiệu suất truyền thông không dây

Nghiên cứu mới: 'Bức tường' ảnh hưởng thế nào đến hiệu năng người dùng trong mạng không dây

Nghiên cứu mới: 'Bức tường' ảnh hưởng thế nào đến hiệu năng người dùng trong mạng không dây

Dinh dưỡng trong trứng gà sống và trứng gà chín là như nhau

Dinh dưỡng trong trứng gà sống và trứng gà chín là như nhau

Loại virus mới thống trị các đại dương trên khắp thế giới

Loại virus mới thống trị các đại dương trên khắp thế giới

Video xem nhiều

Toàn cảnh xác lập kỷ lục Bản đồ Việt Nam được xếp từ nhiều xe ô tô nhất năm 2022

Toàn cảnh xác lập kỷ lục Bản đồ Việt Nam được xếp từ nhiều xe ô tô nhất năm 2022

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Isuzu Mu-X 2021 hoàn toàn mới: Thiết kế hiện đại và đầy công nghệ

Isuzu Mu-X 2021 hoàn toàn mới: Thiết kế hiện đại và đầy công nghệ

Honda MSX 125 Grom 2021 mẫu xe côn tay phiên bản đường đua

Honda MSX 125 Grom 2021 mẫu xe côn tay phiên bản đường đua

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Geneva Motor Show 2020: Bentley hé lộ siêu xe Bacalar triệu đô

Geneva Motor Show 2020: Bentley hé lộ siêu xe Bacalar triệu đô

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Những gì bạn muốn biết về 5G

Những gì bạn muốn biết về 5G

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

Bàn về tầm nhìn và các trụ cột của công nghệ thông tin di động 6G
04/03/2022
Chip xử lý A15 Bionic của Apple có gì mới
15/09/2021
Sex Education mùa 3 được Netflix công chiếu vào 17/9
14/09/2021
iPhone 13 không thay đổi nhiều về ngoại hình, camera được nâng cấp mạnh
13/09/2021
Cách xem trực tiếp sự kiện ra mắt iPhone 13 và Apple Watch 7
10/09/2021
VNEID của Bộ Công an khác các ứng dụng đang được vận hành?
10/09/2021
'Cái tôi' thời 4.0 và tính hai mặt của mạng xã hội
04/09/2021
'Muôn màu' cảm xúc của trẻ trong ngày khai giảng online
24/08/2021
Chủ tịch Chu Ngọc Anh giải toả 'ách tắc' về Giấy đi đường cho người dân Thủ đô
10/08/2021
Hàng loạt Macbook M1 tự dưng vỡ màn hình, Apple có đồng ý bảo hành?
02/08/2021
6 bộ phim hay nhất để xem trên VieON
29/01/2021
Bắc Ninh: Không ký kết triển khai dự án Owifi 5G với CSE Singapore
27/06/2020
Bị World Bank cấm dự thầu 7 năm, công ty Sao Bắc Đẩu thừa nhận sai sót
27/06/2020
Wefinex - Mô hình hoạt động đa cấp "đội lốt" đầu tài chính trên mạng internet
10/06/2020
Khai trừ MISA khỏi Câu lạc bộ Chữ ký số và Giao dịch điện tử Việt Nam
27/05/2020
Chuyển đổi số - Nên hiểu như thế nào cho đúng
25/05/2020
Chống thất thu thuế là thách thức lớn đối với nền kinh tế số
29/04/2020
Cách chuyển tập tin sang máy tính mới
10/11/2019
VNPT, MobiFone, VTC sẽ hoàn thành cổ phần hóa trước năm 2021
20/08/2019
5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?
26/07/2019
Nhận diện hành vi lừa đảo trên không gian mạng
25/07/2019
Truyền hình OTT - Hướng đi mới của các “nhà Đài”
24/07/2019