Получение электричества из сахара в крови

06.04.2023

Группа исследователей из Высшей технической школы Цюриха создала устройство, которое превращает лишнюю глюкозу в крови человека в электроэнергию. Ее можно будет использовать для питания кардиостимуляторов и не только.

Группа исследователей во главе с Мартином Фуссенеггером из Департамента биосистемных наук и инженерии Швейцарской высшей технической школы Цюриха в Базеле претворила в жизнь, казалось бы, футуристическую идею. Они разработали имплантированный топливный элемент, использующий излишки сахара в крови ( глюкозы) из тканей для выработки электрической энергии. Исследователи объединили топливный элемент с искусственными бета-очагами, разработанными их группой несколько лет назад. Они производят инсулин одним нажатием кнопки и эффективно снижают уровень глюкозы в крови, работая как их естественный прототип в поджелудочной железе.

Многие люди, особенно в промышленно развитых странах Запада, потребляют больше углеводов, чем им нужно в повседневной жизни", - объясняет Фуссенеггер. Это приводит к ожирению, диабету и сердечно-сосудистым заболеваниям. Ученые решили использовать эту чрезмерную метаболическую энергию для производства электроэнергии для питания биомедицинских устройств.

В основе топливного элемента лежит анод из наночастиц на основе меди, который команда Фуссенеггера создала специально для этого устройство. Оно состоит из наночастиц металла и расщепляет глюкозу на глюконовую кислоту и протон для выработки электричества, приводящего в движение электрическую цепь.

Завернутый в нетканый материал и покрытый альгинатом топливный элемент напоминает небольшой чайный пакетик, который можно имплантировать под кожу. Альгинат впитывает жидкость организма и позволяет глюкозе проходить из ткани в топливный элемент внутри.

Электроэнергии, снабжаемой элементом, достаточно не только для работы самого устройства, но и для того, чтобы имплантированная система могла взаимодействовать с аппаратами внутри и снаружи организма. К примеру, его можно подключить к смартфону через специальное приложение, которое обеспечивает связь с врачом.

<< Назад: Солнечный тротуар 06.04.2023

>> Вперед: Наука гладить кошку 05.04.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Однокристальная система Dimensity 9000 24.11.2021 Компания MediaTek представила однокристальную систему Dimensity 9000 - флагманскую платформу для смартфонов 2022 года. В одном новинка выгодно отличается от платформ Qualcomm и Apple - это первая в мире SoC, производимая по техпроцессу 4 нм. Теоретически это дает ей преимущество в плане более низкого энергопотребления. Впрочем, разница c 5-нанометровыми SoC Qualcomm и Apple невелика. Производство Dimensity 9000 доверено TSMC, готовые устройства на базе новой платформы обещаны уже в первом квартале 2022 года, то есть флагманы на Snapdragon 898 и Dimensity 9000 появятся практически одновременно. Предварительные данные о конфигурации SoC полностью подтвердились официальными. CPU платформы трехкластерный, с одним ядром Arm Cortex-X2 частотой 3,05 ГГц, тремя ядрами Arm Cortex-A710 частотой 2,85 ГГц и четырьмя Cortex-A510 частотой 1,8 ГГц. В роли GPU выступил 10-ядерный ускоритель Arm Mali-G710. Также в конфигурации однокристальной системы шестиядерный модуль APU пятого поколения для ускорения задач ИИ и совершенно новый 18-разрядный цифровой сигнальный процессор с поддержкой камер разрешением до 320 Мп (!) и поддержкой одновременной записи трех потоков видео 4К HDR (или одновременного захвата трех 32-мегапиксельных фото). Платформа поддерживает память LPDDR5X и экраны Full HD+ с кадровой частотой 180 Гц (или WQHD+ с кадровой частотой 144 Гц). Есть встроенный модем 5G, модули Wi-Fi 6E и Bluetooth 5.3. Платформа уже позитивно отметилась в тестах: смартфон Vivo на ее базе впервые для Android-сегмента набрал более миллиона баллов в AnTuTu. Вероятно, дебютирующая примерно через две недели SoC Qualcomm Snapdragon 898 будет не менее мощной, однако для MediaTek это прецедент: впервые платформа тайваньской компании будет на равных конкурировать с американским конкурентом. Глава Redmi Лу Вейбинг (Lu Weibing) сразу после анонса Dimensity 9000 поинтересовался у пользователей социальной сети Weibo о том, как они восприняли новинку. Очевидно, Redmi уже готовит флагман на этой SoC. По предварительным данным, он войдет в состав серии смартфонов Redmi K50.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025