تأمین نیروی ایمپلنت‌های پزشکی با الیاف نانو

[ERF@N]

یک تیم بین‌المللی از محققان موفق به تولید سلول سوخت‌زیستی از جنس نانو لوله‌های کربنی شده‌اند که با استفاده از قند خون، انرژی تولید می‌کند.

برخلاف باتری که انرژی شیمیایی ذخیره‌سازی می‌کند، سلول‌های سوخت معمولی، سوختی مانند هیدروژن یا متانول را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند.

سلول‌های سوخت‌زیستی که در دهه 1960 میلادی توسعه یافته‌اند، از آنزیم‌های بیولوژیکی برای تبدیل گلوکز به برق در بدن استفاده می‌کنند.

با این حال موانع فنی جدی، عملکرد این سلول‌های سوختی را دچار اختلال کرده‌اند؛ یکی از چالش‌های اساسی، ثابت نگه داشتن آنزیمی است که سوخت را به الکتریسیته تبدیل می‌کند و چالش بعدی، فعال نگه داشتن آنزیم برای مدت طولانی است.

تیم بین‌المللی از محققان به سرپرستی دانشگاه ولنگونگ استرالیا برای مقابله با این مشکلات، از نانولوله‌های کربنی – سیلندرهای میکروسکوپی ساخته شده از رشته‌های طولانی اتم‌های کربن متصل به هم – استفاده کردند.

از یک نوع الیاف نانولوله کربنی چند دیواره برای تولید ساختار میکروسکوپی سلول و سوخت‌زیستی استفاده شد.

از این طریق یک محیط با ثبات برای آنزیم و یک محیط مسدودکننده که از سمی شدن آنزیم جلوگیری می‌کند، ایجاد شد؛ نتیجه نهایی یک سلول سوخت‌زیستی با عمر طولانی و تراکم قدرت بالاتر از 2.2 میلی وات در هر سانتی‌متر مربع است.

در ادامه تحقیقات، محققان بدنبال توسعه الیاف نانولوله کربنی هستند که برای تأمین انرژی ایمپلنت‌های پزشکی استفاده شده و بتواند در بازسازی سلول‌های عصبی آسیب‌دیده - اعصاب محیطی یک انگشت تا یک اندام کامل – مورد استفاده قرار گیرد.

با توسعه این فناوری، ساخت ضربان‌ساز، گوش مصنوعی یا ایمپلنت‌های پزشکی بدون نیاز به باتری که انرژی خود را تنها از طریق سلول‌های بدن تأمین می‌کنند، یک گام به واقعیت نزدیک‌تر شد.

نتایج این دستاورد در مجله Nature Communications منتشر شده است.