Имплантаты избавят от аккумуляторных батарей

Несмотря на постоянное развитие медицинских технологий, которое ведет к миниатюризации имплантатов, эти устройства по-прежнему питают от аккумуляторных батарей. Такие батареи содержат электролиты для хранения энергии и токсичные химические вещества, которые вредны для человеческого организма. Кроме того, их необходимо периодически заменять, что приводит к болезненным и рискованным хирургическим процедурам. Новая система накопления энергии, называемая «биологическим суперконденсатором», могла бы позволить использовать безбатарейные имплантируемые устройства, которые не нуждаются в замене.

Технологию разработали исследователи Калифорнийского университета Лос-Анджелеса и Университета Коннектикута. Это безвредная для организма человека система суперконденсаторов, которая заряжается с помощью электролитов из биологических жидкостей — сыворотки крови или мочи. Система работает в паре с генератором энергии, который может преобразовывать теплоту и движение в электричество, хранящееся в суперконденсаторе.

Электрод биосуперконденсатора сделан из графена, смешанного с модифицированными белками человека, а биологические жидкости действуют как электролиты. Толщина конденсатора составляет всего лишь один микрометр — меньше толщины человеческого волоса. К тому же устройство гибкое, что позволяет ему противостоять механическим напряжениям, возникающим при скручивании и переворачивании внутри тела, а также имеет плотность энергии, сопоставимую с литиевыми тонкопленочными батареями, которые сейчас используются в кардиостимуляторах.

Ученые опубликовали исследование в журнале Advanced Energy Materials.