Występujący w skórze barwnik - melanina - może zostać wykorzystany do zasilania implantów – informuje pismo „PNAS”.
Elektroniczne implanty - np. rozruszniki serca - wykorzystywały kiedyś długowieczne, ale niezbyt bezpieczne baterie rtęciowe, a nawet izotopowe. Obecnie stosowane są ogniwa litowe - o dużej pojemności i długim czasie działania. Jednak zawartość litu sprawia, że są potencjalnym zagrożeniem dla pacjenta z powodu toksyczności dużych stężeń tego metalu.
Christopher Bettinger z Carnegie Mellon University w Pittsburghu (Pensylwania) postanowił zbudować źródło zasilania oparte na materiale biologicznym. Chodzi o występujące w ludzkim organizmie wodę, sód i melaninę.
Bettinger i jego zespół skonstruowali naładowane dodatnio anody z mieszaniny zawierającej dużo melaniny. Następnie wprowadzili do anod jony sodu i opakowali je stalową siatką. Dzięki swojej strukturze chemicznej melanina może pomieścić wiele jonów sodu, co ma kluczowe znaczenie dla pojemności baterii.
Wcześniej naukowcy testowali jako elektrody inne biomateriały - np. pochodzenia roślinnego - jednak wymagają one chemicznej modyfikacji. Melanina może być wykorzystywana w swojej naturalnej postaci - jest do tego celu nawet lepsza od syntetycznej. Dałoby się ją izolować z ludzkiej skóry, jednak bardziej ekonomiczne byłoby pozyskiwane tego barwnika np. z woreczka czernidłowego mątwy, gdzie występuje w bardzo wysokim stężeniu. Melaninowe baterie ustępują pojemnością litowym, być może jednak uda się zwiększyć porowatość melaninowej elektrody, by poprawić zdolność do gromadzenia jonów.
Na razie bateria nie jest w pełni biodegradowalna, ale naukowcy myślą już o takich wersjach, które po wyczerpaniu zostaną po prostu wchłonięte przez organizm.
Dzięki melaninowym bateriom można by bezpiecznie zasilać np. implanty uwalniające leki bądź monitorujące stan zdrowia. Niektóre rodzaje urządzeń można by wręcz połykać - zainstalowane w ten sposób nie wywoływałoby infekcji ani stanu zapalnego.
poleca:
