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

Một cơn bão Mặt Trời bất ngờ ập vào Trái Đất

Một cơn bão Mặt Trời bất ngờ ập vào Trái Đất

Psyche tiểu hành tinh chứa hơn 10.000 triệu tỉ USD kim loại quý

Psyche tiểu hành tinh chứa hơn 10.000 triệu tỉ USD kim loại quý

Nữ khoa học trẻ Việt Nam Hồ Thị Thanh Vân được UNESCO tôn vinh

Nữ khoa học trẻ Việt Nam Hồ Thị Thanh Vân được UNESCO tôn vinh

Trung Quốc cho biết họ có thể đã nhận được tín hiệu từ người ngoài hành tinh

Trung Quốc cho biết họ có thể đã nhận được tín hiệu từ người ngoài hành tinh

Lần đầu tiên điểm sâu nhất ở Nam Đại Dương được vẽ trên bản đồ

Lần đầu tiên điểm sâu nhất ở Nam Đại Dương được vẽ trên bản đồ

Phát hiện siêu hố đen liên tục nuốt khối vật chất có kích thước tương đương Trái Đất trong mỗi giây

Phát hiện siêu hố đen liên tục nuốt khối vật chất có kích thước tương đương Trái Đất trong mỗi giây

Kính viễn vọng Hubble phát hiện hố đen di chuyển với tốc độ khoảng 160.000km/giờ

Kính viễn vọng Hubble phát hiện hố đen di chuyển với tốc độ khoảng 160.000km/giờ

Tuabin khí chạy hoàn toàn bằng hydro đầu tiên trên thế giới

Tuabin khí chạy hoàn toàn bằng hydro đầu tiên trên thế giới

Tìm nguyên nhân và các giải pháp xử lý, khắc phục rạn san hô khu bảo tồn Hòn Mun

Tìm nguyên nhân và các giải pháp xử lý, khắc phục rạn san hô khu bảo tồn Hòn Mun

NASA xác nhận phóng hai vệ tinh quan sát bão thất bại

NASA xác nhận phóng hai vệ tinh quan sát bão thất bại

'Vòng khói' ánh sáng: Bước tiến mới trong công nghệ điều khiển dòng hạt

'Vòng khói' ánh sáng: Bước tiến mới trong công nghệ điều khiển dòng hạt

Các nhà khoa học thành công trong việc nuôi cấy da người trên một ngón tay robot

Các nhà khoa học thành công trong việc nuôi cấy da người trên một ngón tay robot

Tin mới cập nhật

Điện thoại Sony Xperia 1 IV: Chiếc máy ảnh thu nhỏ

Điện thoại Sony Xperia 1 IV: Chiếc máy ảnh thu nhỏ

Khôi phục đường bay Siêm Riệp và Đà Nẵng từ 1/7

Khôi phục đường bay Siêm Riệp và Đà Nẵng từ 1/7

An ninh mạng ngành Hàng hải: An toàn cho vận tải biển

An ninh mạng ngành Hàng hải: An toàn cho vận tải biển

Nguy cơ trẻ em cài đặt ứng dụng không có giám sát

Nguy cơ trẻ em cài đặt ứng dụng không có giám sát

Bi kịch của những nhà đầu tư tiền số khi thị trường 'đỏ lửa'

Bi kịch của những nhà đầu tư tiền số khi thị trường 'đỏ lửa'

Chính phủ đề xuất giảm thuế bảo vệ môi trường 1 nghìn đồng đối với xăng dầu

Chính phủ đề xuất giảm thuế bảo vệ môi trường 1 nghìn đồng đối với xăng dầu

AirTag: Thiết bị định vị dễ được dùng vào mục đích xấu

AirTag: Thiết bị định vị dễ được dùng vào mục đích xấu

Tổng cục Quản lý thị trường tăng cường kiểm tra, giám sát thị trường thương mại điện tử

Tổng cục Quản lý thị trường tăng cường kiểm tra, giám sát thị trường thương mại điện tử

Bộ Công an đề xuất bổ sung thông tin ADN vào dữ liệu CCCD gắn chip

Bộ Công an đề xuất bổ sung thông tin ADN vào dữ liệu CCCD gắn chip

Tổng cục Hải quan: Chuyển đổi số mạnh mẽ giai đoạn 2021-2025

Tổng cục Hải quan: Chuyển đổi số mạnh mẽ giai đoạn 2021-2025

Những lý do khiến PayPal trở nên hấp dẫn đối với người dùng

Những lý do khiến PayPal trở nên hấp dẫn đối với người dùng

Doanh nghiệp vận tải buộc phải điều chỉnh giá cước theo biến động giá xăng dầu

Doanh nghiệp vận tải buộc phải điều chỉnh giá cước theo biến động giá xăng dầu

Tin đọc nhiều

Tìm nguyên nhân và các giải pháp xử lý, khắc phục rạn san hô khu bảo tồn Hòn Mun

Tìm nguyên nhân và các giải pháp xử lý, khắc phục rạn san hô khu bảo tồn Hòn Mun

NASA xác nhận phóng hai vệ tinh quan sát bão thất bại

NASA xác nhận phóng hai vệ tinh quan sát bão thất bại

'Vòng khói' ánh sáng: Bước tiến mới trong công nghệ điều khiển dòng hạt

'Vòng khói' ánh sáng: Bước tiến mới trong công nghệ điều khiển dòng hạt

Các nhà khoa học thành công trong việc nuôi cấy da người trên một ngón tay robot

Các nhà khoa học thành công trong việc nuôi cấy da người trên một ngón tay robot

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

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

Trồng cây trong đất lấy từ Mặt Trăng - Bước tiến lớn của các nhà khoa học trong lịch sử nhân loại

Trồng cây trong đất lấy từ Mặt Trăng - Bước tiến lớn của các nhà khoa học trong lịch sử nhân loại

Loại bỏ 99,9% nhựa nano khỏi nước uống với công nghệ lọc cát chậm

Loại bỏ 99,9% nhựa nano khỏi nước uống với công nghệ lọc cát chậm

Phát triển kỹ thuật in 3D dựa trên ánh sáng

Phát triển kỹ thuật in 3D dựa trên ánh sáng

Đưa cơ thể về chế độ 'ngủ đông' khi du hành đến hành tinh khác?

Đưa cơ thể về chế độ 'ngủ đông' khi du hành đến hành tinh khác?

Vệ tinh NASA phát hiện trực thăng bay trên bề mặt sao Hỏa

Vệ tinh NASA phát hiện trực thăng bay trên bề mặt sao Hỏa

Video xem nhiều

Giới thiệu chương trình bình chọn “Xe của năm 2022"

Giới thiệu chương trình bình chọn “Xe của năm 2022"

Mazda2 2021 Collection ra mắt Thái Lan: Bản nâng cấp vượt trội về công nghệ

Mazda2 2021 Collection ra mắt Thái Lan: Bản nâng cấp vượt trội về công nghệ

Đánh giá iPhone SE 2020: Nhiều công nghệ để yêu, ít chi tiêu

Đánh giá iPhone SE 2020: Nhiều công nghệ để yêu, ít chi tiêu

Clip: Những lưu ý khi sử dụng phương tiện công cộng trong đại dịch Covid-19

Clip: Những lưu ý khi sử dụng phương tiện công cộng trong đại dịch Covid-19

Xiaomi ra mắt Mi 10 và Mi 10 Pro: chip Snapdragon 865 và camera 108MP

Xiaomi ra mắt Mi 10 và Mi 10 Pro: chip Snapdragon 865 và camera 108MP

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

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

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Bắc Sơn mây hát

Bắc Sơn mây hát

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

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

Kỷ niệm 74 năm ngày truyền thống ngành Bưu điện (15/8/1945 - 15/8/2019)

Kỷ niệm 74 năm ngày truyền thống ngành Bưu điện (15/8/1945 - 15/8/2019)

Mặt nạ LG Derma LED mask - Thiết bị làm đẹp da cá nhân

Mặt nạ LG Derma LED mask - Thiết bị làm đẹp da cá nhân

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
Tiến sĩ Trần Văn Mạnh (Trung tâm Khuyến nông Quốc gia) đánh giá, việc phát triển sản xuất rau ứng dụng công nghệ cao nói riêng và sản xuất nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao nói chung là hướng đi đúng, tạo động lực mới cho ngành nông nghiệp Việt Nam.
Kinh nghiệm quá hữu ích. Cần phổ biến ngay cho các cháu nhỏ.
Chúc mừng ngày thành lập ngành Bưu điện Việt Nam
Bài viết rất hay và ý nghĩa về eKGIS và hội thảo CNTT. Cảm ơn tác giả
Tình yêu , cống hiến ,nổ lực đã vượt qua những trở ngại tưởng chừng như không bao giờ qua được. Chúc Mừng Con người Đẹp , chúng tôi luôn tự hào !
Giờ mình mới biết - Chúc mừng chúc mừng con người Đẹp
Một con người dùng cả một cuộc đời cho tình yêu thiên nhiên . Ông đã đóng góp cống hiến cho nghành thực vật học nước nhà bảo tồn phát triển những loài lan quí hiếm . Xin chúc ngài có một sinh nhật ngài ấm áp hạnh phúc bên người thân . Mong xã hội và trên toàn thế giới có nhiều người tâm huyết như ông . Xin chúc cho tình cảm hữu nghị giữa hai đất nước TL & VN luôn bền chặt và thắm thiết . VN luôn yêu quí các bạn !
Con này chắc không bằng con Netgear Orbi RBS40 đâu mình đã dùng thử và đã lắp đặt nhiều nhà , cơ quan, resort , văn phòng , showroom . Con netgear Orbi có app kiểm tra từ xa và loại đối tượng thông qua tắt ip đối tượng đó
Nhu cầu tuyển dụng tăng gấp đột biến 4 lần trong một thời gian ngắn điều đó phản ánh tỉ lệ thất nghiệp trong những tháng đầu năm là 3/4 do ảnh hưởng của đại dịch covid-19 đây là một điều đáng buồn, rồi các cử nhân, kỹ sư sẽ đi đâu về đâu trong giai đoạn bất ổn này. Để cân bằng lại có thể mất một thời gian dài.