2022-05-17 10:46:42 来源:科技日报
葡萄糖是人们从食物中吸收的糖分,它是为人体每个细胞提供动力的“燃料”。那么葡萄糖是否也能为医疗植入物提供动力?美国麻省理工学院和德国慕尼黑工业大学的工程师给出了肯定答案。他们设计了一种新型葡萄糖燃料电池,可将葡萄糖直接转化为电能。该装置厚度仅400纳米,约为人类头发直径的1/100。该含糖电源每平方厘米产生约43微瓦的电力,实现了迄今为止葡萄糖燃料电池的最高功率密度。
![]()
近日发表在《先进材料》上的论文指出,新电池能承受高达600℃的温度。如果嵌入医疗植入物中,燃料电池可在植入设备所需的高温灭菌过程中保持稳定。该电池的核心由陶瓷制成,这种材料即使在高温和微型尺度下也能保持其电化学特性。研究人员设想,新设计可制成超薄膜或涂层,并包裹在植入物周围,利用人体丰富的葡萄糖被动地为电子设备供电。
在新研究中,研究人员设计了一种葡萄糖燃料电池,其电解质由二氧化铈制成,二氧化铈是一种具有高离子电导率的陶瓷材料,机械强度高,因此被广泛用作氢燃料电池的电解质,其已被证明是生物相容的。
研究团队将电解质与由铂制成的阳极和阴极夹在中间,铂是一种容易与葡萄糖反应的稳定材料。他们在一个芯片上制造了150个单独的葡萄糖燃料电池,每个约400纳米薄,300微米宽(大约30根人类头发的宽度)。团队将电池图案摹刻到硅晶片上,实验表明电池可与常见的半导体材料配对。随后他们测量了电池在定制测试站中将葡萄糖溶液流过每个晶片时产生的电流。
团队发现,许多电池产生的峰值电压约为80毫伏。鉴于每个电池的尺寸很小,该输出已是任何现有葡萄糖燃料电池设计中最高的功率密度。
研究人员表示:“这是第一次将电陶瓷材料中的质子传导用于葡萄糖到能量的转换,定义了一种新型的电化学。它将材料从氢燃料电池扩展到新的、令人兴奋的葡萄糖转换模式。” 新电池使用的陶瓷无毒、便宜,而且对体内条件和植入前的灭菌条件都呈惰性,因此为植入传感器和其他功能的微型电源开辟了一条新途径。(记者张梦然)
  4月24日,由中国软件行业协会主办的第四届中国国际软件发展大会在京举办。本届大会以人工智能与软件变革为主题,深入探讨人工
自2023年7月工业和信息化部与国家金融监督管理总局联合印发《关于促进网络安全保险规范健康发展的意见》之后,我国的网络安全保险进入发展
据悉,2025全球数字经济大会将于7月2日在北京国家会议中心召开。本届大会将举办新技术新产品新方案首发首秀特色活动,并围绕人工智能融合应
旗袍,中国和世界华人女性的传统服装,被誉为中国国粹和女性国服。虽然其定义和产生的时间至今还存有诸多争议,但它仍然是中国悠久服饰文化
7月21日,北京市政府发布《北京市电影局关于在疫情防控常态化条件下有序推进电影院恢复开放的通知》,宣布全市低风险地区影院,可于7月24日
武汉7·16渡江节组委会14日发布公告,由于长江武汉关水位超警戒水位,按照规定取消2020年第46届武汉7·16渡江节。受近期持续强降雨影响,
过去一段时间,国家级非遗项目灰塑传承人邵成村,多次在陈家祠等工作现场,向身边那些带着好奇目光的人们讲解灰塑的种种技术细节:草根灰、
7月13日,位于璧山区南门唐城夜市街区的璧山冷酒夜市开街。这是璧山区打造夜间经济消费载体、培育夜间经济活动品牌的举措之一。璧山市民一