Niezwykły tatuaż zamieniający pot na energię elektryczną

W miarę rozwoju i spersonalizowania opieki medycznej, naukowcy opracowują coraz nowsze sposoby monitorowania organizmu. Niewielkie biosensory noszone na co dzień są skutecznym rozwiązaniem, ale potrzebują przenośnego źródła zasilania. Aby uniknąć konieczności użycia baterii, kalifornijski zespół naukowców opracował tatuaż zasilany biopaliwem – ludzkim potem, który wykorzystywany jest do wytworzenia energii elektrycznej.

wip___tattoo_application_icon_by_3dcheapskate-d6q0v2j

Dotychczasowe układy, które badano wytwarzały energię z glukozy i tlenu pochodzącego z krwi. Jednak są one inwazyjne, muszą być implantowane w ciele. Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego w USA uniknęli tego problemu wykorzystując paliwo znajdujące się na ludzkiej skórze, kwas mlekowy zawarty w pocie.

Owa substancja powstaje kiedy organizm nie może wygenerować wystarczająco dużo energii z oddychania tlenowego. Zaczynamy oddychać wtedy beztlenowo, przekształcając glukozę do kwasu mlekowego. W ten sposób wytwarzana jest energia. Dr Joseph Wang wykorzystał ten proces do stworzenia bioogniwa paliwowego używającego oksydazę mleczanową utleniającą kwas mlekowy do pirogronianu na anodzie. Katoda na bazie cząsteczek platyny redukuje tlen. Prowadzi to do wytworzenia energii elektrycznej.

Dr Wang wraz z zespołem testował ogniwa na ćwiczących osobach, nadrukowując je na ich ramionach w postaci tymczasowych tatuaży. W trakcie badań stwierdzono, że moc wytwarzana podczas ćwiczeń wynosi 5 do 70 μW cm-2. Mniejsza produkcja kwasu mlekowego oznaczała mniejszą produkcję energii. Wang uważa że takie ogniwo mogłoby być połączone z urządzeniem magazynującym energię.

Dr hab. Serge Cosnier, pracujący nad implantacją bioogniw na Uniwersytecie w Grenoble we Francji uważa, że badania to prawdziwy postęp w medycynie. „W przeciwieństwie do rozruszników serca bioogniwa są trudne do sterylizacji i umieszczeniu w organizmie. Poza tym ilość tlenu dla takiego ogniwa jest ograniczona. Umieszczenie urządzenia poza ciałem otwiera nowe pole do działania” mówi Cosnier.

Prof. Shelley Minteer z Uniwersytetu w Utah, komentuje: „To zastosowanie jest mało inwazyjne, ale jednak nie jest do końca dopracowane.”

Dr Wang potwierdza, że obecnie urządzenie wymaga jeszcze dopracowania, ale na razie może być używane do zasilania urządzeń o niskim zużyciu energii takich jak diody LED. W toku dalszych pracy zespół ma nadzieję, że ogniwo będzie mogło zasilać większe urządzenia m.in. glukometry.

1.W Jia et al, Angew. Chem., Int. Ed., 2013, DOI: 10.1002/anie.201302922

2. http://www.rsc.org/chemistryworld/2013/06/biofuel-cell-tattoo-sweat-health

Opracowała: Olga Polakowska

Korekta: Ilona Sadok

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*