Thứ Năm ngày 07/7/2022 Nhiệt liệt chào mừng Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 18-5: "Khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo – Đẩy nhanh quá trình phục hồi, phát triển kinh tế - xã hội" Cấu trúc Cổng Đăng nhập
Tin tức - Sự kiện: Tin thế giới
Cập nhật: Thứ Sáu, ngày 20/5/2022

Pin nhiên liệu siêu mỏng sử dụng đường trong cơ thể để sản xuất điện
Glucose là đường chúng ta hấp thụ từ thực phẩm. Đây là nhiên liệu cung cấp năng lượng cho mọi tế bào trong cơ thể chúng ta. Liệu glucose có thể cấp năng lượng cho mô cấy y tế trong tương lai hay không?

Các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusets (MIT) và Đại học Kỹ thuật Munich đã thiết kế loại pin nhiên liệu glucose mới, có thể chuyển đổi glucose trực tiếp thành điện năng. Thiết bị này nhỏ gọn hơn các pin nhiên liệu glucose khác vì chỉ dày 400 nanomet hay có đường kính khoảng 1/100 sợi tóc người. Thiết bị đạt mật độ năng lượng hơn so với các loại pin nhiên liệu glucose hiện có trong điều kiện môi trường xung quanh.

Thiết bị mới cũng có khả năng đàn hồi và chịu mức nhiệt 600 độ C. Nếu được lồng ghép vào thiết bị cấy ghép trong y tế, pin nhiên liệu vẫn duy trì ổn định thông qua quy trình khử trùng ở nhiệt độ cao cần cho tất cả các thiết bị cấy ghép.

Điểm cốt lõi của thiết bị mới là được làm từ gốm, loại vật liệu vẫn giữ được tính chất điện hóa ngay cả ở nhiệt độ cao và trên quy mô nhỏ. Các nhà nghiên cứu cho rằng thiết kế mới có thể được gắn vào các màng hoặc lớp phủ siêu mỏng và bao xung quanh các mô cấy để cung cấp năng lượng thụ động cho các thiết bị điện tử nhờ có nguồn cung cấp glucose dồi dào của cơ thể.

"Glucose có ở khắp mọi nơi trong cơ thể và ý tưởng của nghiên cứu là thu và sử dụng nguồn năng lượng sẵn có này để cấp điện cho các thiết bị cấy ghép", Philipp Simons, đồng tác giả nghiên cứu nói. "Trong nghiên cứu, chúng tôi đã chứng minh một phương pháp điện hóa pin nhiên liệu glucose mới".

Jennifer L. M. Rupp, một trong các tác giả nghiên cứu cho biết: “Thay vì sử dụng pin có thể chiếm 90% thể tích mô cấy, bạn có thể tạo ra một thiết bị màng mỏng và một nguồn điện không chiếm diện tích”.

Thiết kế cơ bản của pin nhiên liệu glucose bao gồm ba lớp: cực dương trên cùng, chất điện phân ở giữa và cực âm dưới cùng. Cực dương phản ứng với glucose trong chất dịch của cơ thể, biến đổi đường thành axit gluconic. Chuyển đổi điện hóa này giải phóng một cặp proton và một cặp electron. Chất điện phân ở giữa có tác dụng tách các proton khỏi các electron, dẫn các proton đi qua pin nhiên liệu, nơi chúng kết hợp với không khí để tạo thành các phân tử nước, sản phẩm phụ vô hại lưu thông cùng chất dịch của cơ thể. Trong khi đó, các electron tách ra di chuyển ra mạch ngoài và được dùng để cấp điện cho thiết bị điện tử.

Nhóm nghiên cứu đã tìm cách cải tiến các vật liệu và thiết kế hiện có bằng cách thay đổi lớp điện phân, thường được làm từ polime. Cụ thể, chất điện phân đã được làm từ xeria, vật liệu gốm có độ dẫn điện bằng ion ở mức cao, bền về mặt cơ học và do đó, được sử dụng rộng rãi làm chất điện phân trong pin nhiên liệu hydro. Nó cũng đã được chứng minh là tương thích sinh học.

Các nhà khoa học đã kẹp chất điện phân giữa cực dương và cực âm làm bằng bạch kim, vật liệu ổn định dễ phản ứng với glucose. Kết quả cho ra đời 150 pin nhiên liệu glucose riêng lẻ trên một con chip, mỗi pin mỏng khoảng 400 nanomet và rộng khoảng 300 micromet. Nhóm nghiên cứu đã tạo khuôn mẫu pin trên các tấm silic, cho thấy các thiết bị này có thể được ghép nối với một vật liệu bán dẫn thông thường. Sau đó, các tác giả đã đo dòng điện sản sinh bởi mỗi pin khi họ cho dung dịch glucose chảy qua mỗi tấm wafer trong một trạm thử nghiệm được chế tạo riêng.

Kết quả là nhiều pin sản xuất điện áp cao nhất khoảng 80 milivôn. Với kích thước rất nhỏ của mỗi pin, sản lượng điện này có mật độ năng lượng cao nhất so với bất kỳ thiết kế pin nhiên liệu glucose nào hiện có. Theo các tác giả, nguồn điện này đủ để cung cấp cho các thiết bị cấy ghép.

https://vista.gov.vn/
Tin, bài cùng lĩnh vực
Tương tác gen góp phần vào khả năng xác định giống lúa chịu nhiệt (06/7/2022)
Khẩu trang mới tiêu diệt vi rút (06/7/2022)
Phương pháp mới ngăn chặn các cuộc tấn công mạng trong vòng chưa đầy một giây (06/7/2022)
Bước đột phá trong điều trị đột qụy (05/7/2022)
Phát hiện gen bị suy giảm chức năng dẫn đến mất thính lực có thể điều trị được (05/7/2022)
Một dạng bệnh tự kỷ có liên quan đến tự kháng thể của mẹ (MAR ASD) (04/7/2022)
Mối liên hệ mới giữa hệ miễn dịch và sự phát triển của tóc (04/7/2022)
Quang hợp nhân tạo giúp thực vật phát triển trong bóng tối (04/7/2022)
Dùng thủy tinh tái chế thay thế cát trong bê tông in 3D (04/7/2022)
Virus tồn tại trong nước ngọt bằng cách bám trên nhựa (04/7/2022)
Chế độ ăn dựa trên thực vật có thể làm giảm nguy cơ ung thư vú (04/7/2022)
Công cụ chỉnh sửa gen mới có thể giảm sai hỏng bằng cách khía ADN thay vì cắt đứt (04/7/2022)
Vaccine COVID giúp giảm 20 triệu ca tử vong trên toàn cầu (30/6/2022)
Xây dựng bộ gen tham chiếu đầu tiên cho Bào ngư đen (29/6/2022)
Nhựa sinh học mới tự phân hủy khi tiếp xúc với tia UV (29/6/2022)
Kiểm tra võng mạc có thể phân biệt chứng tự kỷ với rối loạn tăng động giảm chú ý (28/6/2022)
Nhựa mới được làm trực tiếp từ sinh khối chất thải (28/6/2022)
Nghiên cứu giúp cây trồng có thể sống sót sau lũ lụt (27/6/2022)
Phát hiện vi khuẩn lớn nhất thế giới, có kích thước bằng lông mi (27/6/2022)
Tăng cường liệu pháp miễn dịch sản sinh nhiều tế bào chống ung thư gấp 10.000 lần (27/6/2022)
Màng bọc thực phẩm kháng khuẩn, có nguồn gốc từ thực vật được thiết kế để thay thế nhựa (27/6/2022)
Thuốc tiểu đường dẫn đến giảm cân đáng kể ở những người bị béo phì (23/6/2022)
Nhật Bản thử nghiệm tuabin phát điện từ dòng hải lưu (23/6/2022)
Nguyên nhân hậu COVID: Những bằng chứng đầu tiên (23/6/2022)
Phương pháp phát hiện tình trạng nhiễm bệnh ở các trang trại chăn nuôi (22/6/2022)
Theo dõi giấc ngủ bằng gối thông minh tự cấp năng lượng (22/6/2022)
Lần đầu trồng cây thành công trên đất lấy từ Mặt trăng (21/6/2022)
Kháng thể IgG trong sữa mẹ giúp hình thành hệ vi khuẩn đường ruột và khả năng miễn dịch của trẻ sơ sinh (21/6/2022)
Mô hình máy tính mới tìm các địa điểm đặt trạm sạc xe điện hiệu quả nhất (20/6/2022)
Kiểm tra mắt có thể dự đoán nguy cơ đau tim (20/6/2022)
Khám phá mở đường cho các phương pháp canh tác cây trồng bền vững hơn (20/6/2022)
Cảm biến nano phát hiện thuốc trừ sâu trên trái cây trong vài phút (20/6/2022)
Nghiên cứu giúp cây trồng có thể sống sót sau lũ lụt (17/6/2022)
Băng vết thương bằng hydrogel giải phóng kháng sinh khi phát hiện vi khuẩn (17/6/2022)
Phát hiện thực vật lớn nhất thế giới ở Úc (16/6/2022)
Các nhà khoa học tìm cách ngăn chặn rác thải bằng cách nghiên cứu các đốm trên vỏ chuối (16/6/2022)
Hợp chất tự nhiên mới giúp chống lại ký sinh trùng thực vật (16/6/2022)
Máy bay không người lái tự động có thể xua đuổi chim khỏi các cánh đồng nông nghiệp (16/6/2022)
Phát hiện loài cá sấu mới sống ở Việt Nam cách đây 39 triệu năm (16/6/2022)
Xơ phổi vô căn và giải pháp điều trị kháng xơ hiệu quả (15/6/2022)
Ung thư trực tràng: Phương pháp điều trị thử nghiệm đột phá (15/6/2022)
Thụ thể cocaine được tìm thấy trong não có thể là phương pháp điều trị nghiện mới (15/6/2022)
Giải pháp dựa trên ‘phân hạch đơn’ giúp tăng hiệu quả tế bào quang điện (14/6/2022)
Giảm chất ô nhiễm không khí thông thường có thể tăng năng suất cây trồng (13/6/2022)
Cảm biến nano phát hiện thuốc trừ sâu trên trái cây trong vài phút (13/6/2022)
Chỉnh sửa gen có thể tăng cường an ninh lương thực (13/6/2022)
Phát hiện tế bào miễn dịch trong giác mạc (09/6/2022)
Hệ thống thu giữ cacbon trong không khí nhanh nhất thế giới đạt hiệu suất 99% (09/6/2022)
Các phân nhóm ung thư tuyến tiền liệt mới được xác định (06/6/2022)
Thiết bị mới giá rẻ giống pin thu khí thải CO2 trong khi sạc (06/6/2022)
Tải ứng dụng Khai báo y tế toàn dân NCOV
Ứng dụng trên IOS Ứng dụng trên Android
Hướng dẫn quy trình hỗ trợ ứng dụng, nhân rộng các kết quả khoa học và công nghệ trên địa bàn tỉnh Quảng Trị năm 2022

Về việc phối hợp thực hiện Đề án: "Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong sản xuất nông nghiệp giai đoạn 2021-2025, định hướng đến năm 2030 trên địa bàn tỉnh Quảng Trị"

Thông báo về việc triển khai dịch vụ công trực tuyến mức độ 3, mức độ 4 trong thực hiện thủ tục hành chính thuộc thẩm quyền giải quyết của Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Trị

Thông báo về việc đăng ký đề xuất nhiệm vụ, đặt hàng nhiệm vụ KHCN cấp tỉnh, bắt đầu thực hiện năm 2022

Ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ ở Quảng Trị
Thống kê truy cập
Số người online 439
Hôm nay 2.543
Hôm qua 7.931
Tất cả 5.859.412
© CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUẢNG TRỊ
Cơ quan chủ quản: Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Trị
Chịu trách nhiệm: Trần Ngọc Lân, Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ. Địa chỉ: 204 Hùng Vương, Đông Hà; ĐT: 0233.3550 382.
Thiết kế và xây dựng: Trung tâm Nghiên cứu, Ứng dụng và Thông tin KH&CN. Ghi rõ nguồn Dostquangtri khi sử dụng thông tin từ website này!