A célula de biocombustível, utiliza glicose e oxigênio em concentrações encontradas no corpo para gerar eletricidade.

A célula de biocombustível, utiliza glicose e oxigênio em concentrações encontradas no corpo para gerar eletricidade. Continue lendo a história principal Histórias relacionadas Implante de chip "para ajudar paralisado ' Chip de identidade implantado fica vírus Ligar aparelhos em uma tomada na parede, ou carregá-las com baterias - ou talvez até desabrochar um painel solar - é como a maioria de nós pensa em obter eletricidade. Mas o que dizer de conectá-los em seu corpo? Pode parecer improvável, mas sob a sombra dos Alpes, o Dr. Serge Cosnier e sua equipe na Universidade de Joseph Fourier Grenoble ter construído um dispositivo para fazer exatamente isso. Seu gadget, chamada de célula de biocombustível, utiliza glicose e oxigênio em concentrações encontradas no corpo para gerar eletricidade. Continue lendo a história principal Algumas idéias, algumas tecnologias podem soar como ficção científica, mas eles estão rapidamente se tornando um fato científico. Em nossa série em oito partes, estaremos explorando idéias que são o futuro da tecnologia. Controle da mente: Empurrando os limites Ler / escrever seu próprio código genético Usando vírus para fazer a nossa produção Pronto para a revolução robô? Relatório especial: Idéias que poderiam mudar o mundo Eles são o primeiro grupo no mundo a demonstrar o seu dispositivo de trabalho, enquanto implantado em um animal vivo. Se tudo correr como planejado, dentro de uma década ou duas, células de biocombustível pode ser utilizado para alimentar uma variedade de implantes médicos, a partir de sensores e dispositivos de entrega de drogas para toda órgãos artificiais. Tudo que você precisa fazer para poder-los é comer uma barra de chocolate ou beber um coque. Células de biocombustível pode dar o pontapé inicial de uma revolução em órgãos artificiais e próteses que iria transformar dezenas de milhares de vidas a cada ano. Uma nova gama de artificial, eletricamente-powered órgãos estão agora em desenvolvimento, incluindo coração, rins e do esfíncter da bexiga, eo trabalho começou em pleno funcionamento membros artificiais, tais como mãos, dedos, e até mesmo os olhos. Mas todos eles têm um calcanhar de Aquiles: eles precisam de eletricidade para funcionar. As baterias são bons o suficiente para implantes que não precisam de muito poder, mas que se esgotem rápido, e quando se trata de implantes, que é mais do que apenas um inconveniente, é uma limitação fundamental. Mesmo os dispositivos que não usam muita energia, tais como pacemakers, têm uma vida útil fixo porque eles dependem de baterias. Eles geralmente precisam de pacotes de seu poder substituído cinco anos após o implante. Um estudo em os EUA descobriram que um em cada cinco 70 anos de idade implantado com um pacemaker, sobreviveu por mais 20 anos - o que significa este grupo precisava de cerca de 3 operações adicionais após o implante inicial, apenas para substituir a bateria. Cada operação é acompanhada pelo risco de complicações da cirurgia, não deve ter qualquer coisa para enfrentar se for evitável. Outros dispositivos, como rins artificiais, membros ou dos olhos, teria tais demandas de alta energia que os usuários teriam que mudar sua fonte de energia a cada poucas semanas para mantê-los funcionando. É simplesmente impraticável a utilização de baterias nestes dispositivos. Que é onde as células de biocombustíveis vêm dentro Dr Cosnier e sua equipe é um de um número crescente de pesquisadores ao redor do mundo a desenvolver a tecnologia em uma tentativa de contornar a essa limitação inerente. Fluidos corporais As células a combustível são feitas a partir de um empurrão comprimidos de enzimas e de nanotubos de carbono. No coração, as células de biocombustível são incrivelmente simples. Eles são feitos de dois eletrodos especiais - um é dotado com a capacidade de remover elétrons a partir da glicose, o outro com a capacidade de doar elétrons para as moléculas de oxigênio e hidrogênio, produzindo água. Pop esses eletrodos em uma solução contendo glicose e oxigênio, e um vai começar a rasgar elétrons a glicose eo outro vai começar dumping elétrons ao oxigênio. Conectar os eletrodos a um circuito e que produzem um fluxo líquido de elétrons de um eletrodo para o outro através do circuito - resultando em uma corrente elétrica. Glicose e oxigênio são livremente disponíveis no corpo humano, assim, hipoteticamente, uma célula de biocombustíveis poderia continuar trabalhando indefinidamente. "Uma bateria consome a energia armazenada nele, e quando terminou, ele foi concluído. Uma célula de biocombustível, em teoria, pode trabalhar sem limites porque consome substâncias que vêm de fluidos fisiológicos, e estão constantemente sendo reabastecidas", disse Cosnier. Continue lendo a história principal " Iniciar Citação Uma célula de combustível bio em teoria pode funcionar sem limites porque consome substâncias que vêm de fluidos fisiológicos. " Dr Serge Cosnier Joseph Fourier University A idéia de alimentar células a combustível utilizando glicose e oxigênio encontrado em fluidos fisiológicos foi sugerida pela primeira vez na década de 1970, mas caiu no esquecimento porque a quantidade de protótipos de energia produzida no início era muito pequeno para ser de uso prático. No entanto, em 2002, os avanços na biotecnologia spurred Itamar Willner, um pesquisador da Universidade Hebraica de Jerusalém, a poeira para baixo a ideia e dar-lhe um olhar fresco. Em um artigo publicado na prestigiosa revista Science, ele especula que graças aos avanços da biotecnologia, o dia virá quando dispositivos como próteses e órgãos em breve seria alimentado por células de biocombustível que gerar eletricidade a partir de fluidos corporais. "Desde então, as células de biocombustíveis têm recebido uma quantidade enorme de atenção", disse Eileen Yu, pesquisador da Universidade de Newcastle, que faz parte do Reino Unido em toda a universidade multi-projeto para desenvolver células de biocombustível. Nano tecnologia A chave para os avanços recentes tem sido a nossa compreensão de muito especial moléculas biológicas chamadas enzimas. As enzimas são moléculas que ocorrem naturalmente que aceleram as reações químicas. Pesquisadores que estudam células a combustível bio descobriram que uma enzima específica, chamada glicose oxidase, é extremamente eficaz na eliminação de elétrons a partir da glicose. "É muito eficiente na geração de elétrons", disse Prof Willner. Estimulado por novos desenvolvimentos na manipulação de enzimas, eo crescimento na disponibilidade de nanotubos de carbono - que são altamente eficientes condutores elétricos - muitos grupos ao redor do mundo desenvolveram as células de combustível bio capaz de produzir eletricidade. Dr Cosnier e sua equipe decidiu levar as coisas um passo adiante. "Nos últimos 10 anos houve um aumento exponencial nas pesquisas, e alguns avanços importantes na pesquisa da enzima", disse ele. Ele decidiu que era hora de fazer a primeira tentativa de levar o conhecimento acumulado da última década de pesquisas e engenheiro-lo em um dispositivo do tamanho de um grão de arroz que poderia gerar eletricidade, enquanto implantado dentro de um rato. Minúsculas células de combustível bio sentar-se no interior do corpo transformando glicose e oxigênio em energia. Em 2010, eles testaram a sua célula de combustível em um rato de 40 dias e informou que ele funcionou perfeitamente, produzindo uma corrente elétrica constante por toda parte, sem efeitos colaterais visíveis no comportamento do rato ou fisiologia. Seu sistema é surpreendentemente simples. Os eletrodos são feitos por comprimir uma pasta de nanotubos de carbono misturado com glicose oxidase para um eletrodo, e glicose oxidase e polifenol, para o outro. Os eletrodos têm um fio de platina inserido neles para transportar a corrente ao circuito. Em seguida, os eletrodos são enrolados em um material especial que evita qualquer nanotubos ou enzimas de escapar para o corpo. Finalmente, o pacote todo é envolto em uma malha que protege os eletrodos do sistema imunológico do corpo, enquanto ainda permitindo o livre fluxo de glicose e oxigênio para os eletrodos. O pacote todo é então implantado no rato. "É um passo importante para demonstrar a tradução da pesquisa básica em um dispositivo prático", disse Willner. "Isso mostra a viabilidade de fazer um pacote implantável." Implantação de um rato foi uma boa prova de conceito, disse o Dr. Cosnier, mas tinha inconvenientes. "Os ratos são tão pequenas que a produção de energia é insuficiente para alimentar um aparelho convencional." Em seguida, ele pretende escalar a sua célula de combustível e implantá-la em uma vaca. "Há mais espaço, portanto, uma célula de combustível maior pode ser implantado, o que significa uma corrente maior será gerada." Dr Cosnier espera que seja suficiente para alimentar um transmissor que será capaz de trave da vaca informações sobre o dispositivo e sensores de controle dentro do animal. Mais poder Células de combustível estão envoltos em uma malha para evitar que o organismo rejeite-os. Ainda há um longo caminho a percorrer. Prof Willner explica que, enquanto a enzima glicose oxidase tem realizado da melhor maneira, a eficiência do doador de elétrons enzimas ainda poderia ser melhorado dramaticamente. Ele está otimista de que progressos serão feitos. "Com base na atual taxa de progresso, estou confiante de que veremos desenvolvimentos emocionantes na próxima década", disse Prof Willner. Dr Cosnier concorda que há muito espaço para melhorias. "Hoje podemos gerar energia suficiente para abastecer um esfíncter urinário artificial, ou marca-passo. Nós já estamos trabalhando em um sistema que pode produzir 50 vezes essa quantidade de energia, então teremos o suficiente para abastecer dispositivos muito mais exigente", disse ele. Implantes não são o único lugar que você pode encontrar células de combustível bio no futuro. A gigante de eletrônicos Sony anunciou recentemente que tinha criado uma célula de biocombustível alimentado com glicose e água, que foi capaz de alimentar um tocador de MP3. "Em 10 anos você pode ver as células de combustível bio em laptops e telefones celulares", disse Prof Willner. Pontos Dr Cosnier que as células de combustível bio seria especialmente útil em lugares onde não há fornecimento de electricidade para recarregar suas baterias. "Se você estivesse em um país sem eletricidade, e precisava recarregar uma célula de combustível bio, tudo que você teria que fazer é adicionar açúcar e água."