سنسوری که با انرژی بزاق کار می کند

7 آوریل 2014- به گفته ی یک تیم بین المللی از مهندسان ، میکروسلولهای سوختی میکروبی که انرژی آنها از بزاق دهان تأمین می شود، می توانند مقادیر کوچکی از انرژی را که برای راه اندازی یک چیپ کاربردی لازم است تولید کنند.

دانشمندان ایده ی دکتر Mink  را  درباره ی سنسورهایی که بتوانند مقدار گلوکز را در افراد دیابتی مانیتور کنند دنبال کردند. دکتر Logan  از محققین این پژوهش می گوید: ما از ایده ی Justine E. Mink  در این تحقیق بهره جستیم او معتقد بود که می توان از سلولهای سوختی میکروبی کوچک به عنوان سنسور استفاده کرد و در بزاق مواد آلی بسیاری وجود دارد که می تواند به عنوان سوخت سلول میکروبی استفاده شود.

سلولهای سوختی میکروبی هنگام تجزیه ی مواد آلی تولید انرژی می کنند که شارژ ایجاد شده به آند سنسور منتقل می شود. Logan  بیش از ده سال است که به مطالعه ی سلولهای سوختی میکروبی پرداخته است. او معمولاٌ به بررسی آب های زاید به عنوان منبع مواد آلی و باکتریها برای تولید الکتریسته و هیدروژن می پرداخت اما این ماشین های بسیار کوچک اندکی متفاوتند. با تولید یک میکرو وات برق، این میکرو سلولهای سوختی میکروبی با مصرف مواد آلی موجود در بزاق به تولید مقدار کافی انرژی برای استفاده ی مستقیم آن در کاربردهای میکروالکترونیک می پردازند.

محققین نتایج تحقیق خود را در مجله ی Nature  اخیراٌ منتشر کردند. محققان بر این باورند که رویای ظهور وسایل الکترونیکی پزشکی دارای تراشه ( چیپ ) که با مقدار بسیار کم نیروی برق کار می کنند و قادر به ارسال نتایج با استفاده از نیروی الکتریکی زیر یک میکرو وات هستند در حال تبدیل به واقعیت است. یکی از کاربردهای این تراشه ها، ابزاری برای پیش بینی تخمک گذاری در زنان است که بر اساس تغییر هدایت الکتریکی بزاق زن 5 روز قبل از تخمک گذاری کار می کند. این ابزار می تواند تغییر هدایت الکتریکی بزاق را اندازه گیری کرده و سپس با استفاده از بزاق انرژی لازم برای ارسال نتایج بدست آمده را به یک موبایل که در نزدیکی آن است، تولید کند.

ابزارهای بیومدیکالی که از سلولهای سوختی میکروبی با سایز میکرو استفاده می کنند قابل حمل بوده و منبع انرژی آنها در همه جا قابل دسترس است. اگرچه ، بزاق دارای انواع باکتری مورد نیاز برای سلولهای سوختی نیست و سازندگان آن باکتریهایی را که محیط های طبیعی هستند به سلول سوختی تلقیح می کنند.

در گذشته کوچکترین سلولهای سوختنی دارای دو محفظه بودند اما در این نسخه ی میکرو از یک محفظه استفاده می شود که آند آن از گرافن بجای پلاتین پوشش داده شده با کربن ساخته شده و کاتد آن هوا است .

کاتدهای هوایی قبل از این مورد استفاده قرار نمی گرفتند زیرا اگر هوا به باکتریهای درون سلول می رسید باکتریها به جای تولید الکتریسیته شروع به تنفس اکسیژن می کردند.

Logan  می گوید: قبلاٌ از کاتدهای هوا در این سیستم ها استفاده نمی کردیم تا از ورود هوا به سیستم جلوگیری کنیم و الکترودها در فضای بسته ای قرار داشتند. این میکروسل ها در فواصل میکرونی بین الکترودها عمل می کنند ما کاملاٌ نمی دانیم چرا آنها در خط انتهایی کار می کنند. آند متشکل از گرافن نانومتریال کربنی است. در سایر سلولهای سوختی میکروبی از اکسید گرافن استفاده می شود، اما دانشمندان نشان دادند گرافن خالص چند لایه ای می تواند ماده ی مناسبی برای آند باشد. در حالیکه دانشمندان این سلولهای سوختی میکروبی کوچک را با استفاده از استات و بزاق انسان آزمایش می کنند اما این سلولها می توانند از هر مایع دیگری که حاوی مقادیر کافی مواد آلی باشد،بعنوان منبع تولید انرژی استفاده کنند.

منبع :www.medicalnewstoday.com/releases/275072.php

سرپرست مترجمین : فرخی نیا