موفقیت دانشمندان چینی در ساخت یک باتری پزشکی با قابلیت تولید برق درون بدن

تیمی از دانشمندان چینی باتری ای با قابلیت کاشت در بدن و تولید پیوسته ی برق ساخته اند.

این طراحی تحول ساز کارشناسان دانشگاه فناوری ِ تیانجین ِ چین قرار است انقلابی در صنعت پزشکی به پا کند.

باتری ها و وسایل الکترونیکی قابل کاشت در بدن طی سالیان صنعت پزشکی را به کلی دگرگون ساخته اند، همچون دستگاه ضربان ساز قلب و دستگاه تحریک الکتریکی مغز که شکل رسیدگی به مشکلات پزشکی را برای پزشکان متحول ساخته اند.

اما این باتری ها اغلب بعد از مدتی تمام می شوند و به همین دلیل باید تعویض شوند، کاری که فعلاً تنها با انجام یک عمل جراحی خطرناک امکان پذیر است.

با این حال، فناوری پزشکی به تازگی صاحب یک باتری قابل کاشت شده است که با اکسیژن بدن کار می کند.

شیجانگ لیو، یکی از پروفسورهای عضو تیم دانشگاه تیانجین، می گوید اکسیژن، بدیهی ترین منبع برای یک باتری نامحدود است.

لیو می گوید: «وقتی به آن فکر کنید می بینید که اکسیژن منشأ زندگی ما است. اگر بتوانیم اکسیژن دائماً در حال تولید بدن را به کار بگیریم، عمر باتری ها دیگر مانند باتری های متداول، محدود نخواهد بود.»

به همین دلیل، لیو به همراه تیمی از دیگر محققان چینی تصمیم به ساخت باتری ای گرفت که بتواند با واکنش به اکسیژن بدن، برق تولید کند.

این تیم تحقیقاتی الکترودهای باتری ای از جنس سدیم با پایه ی آلیاژی ساختند، چون این ماده از قبل در سرتاسر بدن انسان وجود دارد و به علاوه، از آن در ساخت باتری های شارژی هم استفاده می شود.

فلز طلا به عنوان کاتد کاتالیزور انتخاب شد که دلیل آن استفاده از این فلز در باتری های فلز-هوای قبلی بود تا به کاهش سطح اکسیژن حساس باشد.

این تیم تحقیقاتی همچنین از طلای نانو متخلخل استفاده کردند که سوراخ های ریزی، به کوچکی یک هزارم پهنای یک تار مو دارد.

محققان می گویند گرچه همه ی این ترکیبات به خودی خود زیست سازگار هستند، اما آن ها را با یک لایه ی نازکی از پلیمر انعطاف پذیر پوشاندند.

کاتد طلای باتری می تواند به راحتی اکسیژن ِ مایعات بدن را جذب کند که بعداً با الکترودهای سدیم درون باتری واکنش خواهد داد.

این واکنش شیمیایی سپس زمینه ساز وقوع واکنش های الکترو شیمیایی ضروری ای درون باتری می شود که درنتیجه ی آن ها جریانی مداوم از برق تولید می شود.

محققان برای آزمایش اختراع دگرگون ساز خود، این باتری را درون بدن موش های آزمایشگاهی کاشتند.

آن ها پی بردند که بعد از ۲ هفته آزمایش، موش ها دچار هیچ مشکل قلبی ای نشدند و جریان برق نیز پایدار بود.

گرچه ولتاژ تولید شده چیزی بین ۱/۳ تا ۱/۴ ولت بود که کمتر از برق تولیدی توسط دستگاه های فعلی است، اما کارشناسان معتقدند که نوید خوبی برای آینده ی باتری آن ها است.

به گفته ی لیو، جریان برق بلافاصله بعد از کاشت دستگاه ناپایدار بود اما خیلی زود به طور خودکار تنظیم شد. در حقیقت، به این دلیل که باتری نقش چشمگیری در بهبود زخم ناشی از کاشت داشت، این امر عملکرد باتری را تحت تأثیر قرار داده بود.

لیو در اینباره می گوید: «معلوم شد که باید به زخم فرصت بهبودی می دادیم تا عروق خونی بتوانند دوباره دور باتری شکل بگیرند و بعد از آن باتری می تواند یک جربان برق پایدار ایجاد کند. این یافته ی غافلگیرکننده و جالبی است، چون معنایش این است که این باتری می تواند به بهبود زخم ها هم کمک کند.»