據悉，該電池設計靈感源于檸檬電池。小學(xué)自然課學(xué)過(guò)，檸檬電池只需將鍍鋅螺絲釘和銅片插入檸檬，即可利用檸檬酸中的氫離子產(chǎn)生電流。

 

隨著(zhù)醫療科技的發(fā)展，在體內植入一些醫療設備，來(lái)幫助人們治療某些疾病或代替某些器官功能已經(jīng)成為趨勢，但在植入設備時(shí)，總有一些隱憂(yōu)，比如電池續航問(wèn)題，因為許多醫療設備都是由電池驅動(dòng)，但是傳統的醫療設備電池總是存在一些續航、安全方面的問(wèn)題，更換也十分麻煩。不過(guò)這個(gè)問(wèn)題似乎不用擔心了。

 

美國麻省理工學(xué)院和布萊根婦女醫院（Brigham and Women’s Hospital）的研究人員開(kāi)發(fā)出一種用于醫療的新型電池，這種電池能夠靠胃酸驅動(dòng)，可產(chǎn)生足夠電力供一些微型感測器或藥物輸送設備執行。 MIT-Energy-Harvest 12麻省理工學(xué)院的羅伯特·蘭格（Robert Langer）教授與多名研究人員一道，在《自然》子刊《Nature Biomedical Engineering》發(fā)文報道了這一種新型藥丸。

 

這個(gè)電池的原型像一膠囊，直徑 12 毫米、高 40 毫米。研究人員表示，未來(lái)體積可能會(huì )更小。這一新型電池更安全廉價(jià)，有望取代目前體內感測器或藥物輸送設備所用電池。

 

這可不是為了好玩才搗鼓出來(lái)的發(fā)明。它的背后，是蘭格教授與合作者吉奧瓦尼·特拉維索（Giovanni Traverso）教授的奇思妙想。特拉維索教授先前是布里格姆婦女醫院的胃腸道專(zhuān)家和生物醫學(xué)工程師，同時(shí)也是這項研究的一位高級作者，這兩名科學(xué)家發(fā)明了一系列可以吞服的電子藥丸，用來(lái)監測體溫、心率等生理指標。如果患者出現了異常，這些藥丸就可以釋放藥物，讓他們重回健康。

 

這項聽(tīng)起來(lái)非常合理的設計，在實(shí)際操作上有著(zhù)潛在問(wèn)題——為了讓這些藥丸能被順利吞服，它們的體積必然受限，因此為這些藥丸供電的電池也不能太大，這極大影響了藥丸起效的時(shí)長(cháng)。 MIT-Energy-Harvest 3“我們需要讓供電更持久。” 特拉維索教授說(shuō)道。

 

據悉，該電池設計靈感源于檸檬電池。小學(xué)自然課學(xué)過(guò)，檸檬電池只需將鍍鋅螺絲釘和銅片插入檸檬，即可利用檸檬酸中的氫離子產(chǎn)生電流。在這個(gè)新型電池中，研究人員用了類(lèi)似方法，將鋅和銅制電極放置在微型商用溫度感測器表面，鋅會(huì )釋放離子到胃液中，利用胃酸驅動(dòng)電路，產(chǎn)生足夠的能源驅動(dòng)感測器和一個(gè) 900 兆赫的發(fā)射機。

研究人員目前已經(jīng)在豬身上進(jìn)行試驗，豬的消化道很長(cháng)，足以檢測這款藥丸的持久度，感測器平均要 6 天才會(huì )通過(guò)豬的消化系統。在胃部時(shí)，電池可提供足夠能量驅動(dòng)感測器，并每隔 12 秒發(fā)射一次無(wú)線(xiàn)訊號，將資料傳輸至 2 米外的基地臺。一旦設備進(jìn)入小腸，電池提供的能量會(huì )大幅減少，但仍可在相當長(cháng)的時(shí)間內驅動(dòng)設備并傳遞資訊，只不過(guò)傳遞頻率會(huì )降低。

“這項研究令人激動(dòng)，”一名未參與該研究的專(zhuān)家評論說(shuō)：“這代表了生物可吸收能源、高效電子裝置、先進(jìn)的生物感受器、以及無(wú)線(xiàn)傳輸系統等多個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步。”

 

“我們的工作有望帶來(lái)新一代電子藥丸，”蘭格教授說(shuō)道：“它們有朝一日能用全新的方式監控患者的健康，治療疾病。”

用金箔包裹的藥物，能在適當的時(shí)候釋放出來(lái)（圖片來(lái)源：Nature）

 

這個(gè)電池的出現，意味著(zhù)未來(lái)人們在體內植入設備時(shí)，就可利用人體自身資源來(lái)發(fā)電支持設備，更符合生活規律，省去了不少麻煩。

 

目前，科學(xué)家們正在改進(jìn)這項發(fā)明。未來(lái)，它的體積有望縮小到現有體積的三分之一，并能利用搜集到的生理數據，為患者提供更好的醫療建議，甚至是在患者體內自動(dòng)釋放藥物。一副全自動(dòng)的健康時(shí)代畫(huà)卷，正在我們面前徐徐展開(kāi)。