Kaliforniassa toimivan UCLAn ja Connecticutin yliopistojen tutkijat ovat suunnitelleet uuden bioystävällisen energian varastoinnin järjestelmän. He kutsuvat sitä biologiseksi superkondensaattoriksi, sillä se toimii käyttäen ihmiskehon nesteistä kerättyjä varautuneita hiukkasia eli ioneja hyödyntäen.
Laite on vaaraton kehon biologisille järjestelmille ja se voisi johtaa pitkäikäisempiin sydämentahdistimiin ja muihin lääkinnällisiin laitteisiin. Nykyiset sydämentahdistimet vaativat ajoittain akun vaihtoa, mikä tarkoittaa kirurgista toimenpidettä. Lisäksi akut sisältävät myrkyllisiä aineita, jotka voivat vuotaessaan vaarantaa potilaan.
Tutkijoiden kehittämä superkondensaattori varautuu käyttäen elektrolyyttejä, jotka ovat peräisin biologisista nesteistä, kuten veren seerumi ja virtsa. Lisäksi apuna olisi perinteisempi energian keräin, joka muuntaa ihmiskehon lämpöä ja liikettä sähköksi.
- Yhdistämällä energiankeräimen superkondensaattoriin voi tarjota loputonta tehontuottoa elinikäisille istutettaville laitteille, joita ei ehkä koskaan tarvitse vaihtaa, toteaa UCLA:n tutkijatohtori Maher El-Kady.
Moderni sydämentahdistin ovat tyypillisesti noin 6-8 milliä paksu ja noin puolet sen tilasta on yleensä akun käytössä. Uusi superkondensaattori on vain 1 mikrometrin paksuinen. Se varmistaa suorituskyvyn pitkään ja se voi taipua tai kiertyä kehon sisällä ilman mekaanisia vaurioita.
Uusi biosuperkondensaattori rakentuu pelkistettyjen grafeenioksidien kerrostettu kemiallisesti modifioiduilla nisäkäsproteiinien kanssa samalla kun biologisia nesteitä käytetään elektrolyytteinä.
Uudenlaista rakennetta voitaisiin mahdollisesti käyttää myös kehittää uuden sukupolven implantoitavia laitteita, jotka nopeuttavat luun kasvua, edistävät paranemista tai stimuloivat aivoja.
- Ollakseen tehokas paristovapaalla sydämentahdistimella on oltava superkondensaattori joka voi kaapata, varastoida ja siirtää energiaa. Kaupalliset superkonkat ovat liian hitaita, jotta se toimisi, El-Kady toteaa yliopistonsa tiedotteessa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 19.5.2017
