Pin nhiên liệu sinh học hoạt động bằng đường glucose
Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Washington đã chế tạo được loại cảm biến cấy ghép hoạt động bằng đường, có khả năng theo dõi tín hiệu sinh học của cơ thể để phát hiện, phòng ngừa và chẩn đoán bệnh. Cảm biến chạy bằng pin nhiên liệu sinh học, khai thác đường glucose từ chất dịch trong cơ thể để hoạt động.
Nhóm nghiên cứu đã chứng minh pin nhiên liệu sinh học khi được tích hợp với các thiết bị điện tử có thể xử lý các tín hiệu sinh lý và sinh hóa với độ nhạy cao. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí IEEE Transactions of Circuits and Systems.
Nhiều loại cảm biến phát hiện bệnh phổ biến như đồng hồ cần được sạc lại hoặc các miếng dán nằm trên bề mặt da và không được cấy xuống dưới da. Cảm biến do nhóm nghiên cứu chế tạo, không đòi hỏi phải lấy máu ở ngón tay để xét nghiệm một số bệnh như tiểu đường.
“Cơ thể con người chứa nhiều nhiên liệu trong chất dịch của cơ thể, cụ thể là đường huyết hoặc lactate xung quanh da và miệng“, PGS. Subhanshu Gupta, đồng tác giả nghiên cứu nói. “Pin nhiên liệu sinh học mở ra triển vọng sử dụng cơ thể làm nhiên liệu tiềm năng“.
Các thiết bị điện tử trong cảm biến sử dụng thiết kế và phương thức chế tạo hiện đại chỉ tiêu tốn vài microwatt điện trong khi rất nhạy. Việc kết nối các thiết bị điện tử với pin nhiên liệu sinh học làm cho cảm biến hoạt động hiệu quả hơn các thiết bị chạy bằng pin truyền thống. Vì cảm biến phụ thuộc vào lượng đường trong cơ thể, nên các thiết bị điện tử của cảm biến có thể được cấp nguồn điện vô thời hạn. Ví dụ, cảm biến có thể hoạt động nhờ đường sản sinh ngay dưới da.
Không giống pin lithium-ion thông dụng, pin nhiên liệu sinh học hoàn toàn không độc, nên có triển vọng sử dụng làm mô cấy cho người. Nó cũng ổn định và nhạy hơn so với pin nhiên liệu sinh học thông thường. Các nhà nghiên cứu cho rằng cảm biến có thể được chế tạo với giá thành rẻ khi được sản xuất hàng loạt thông qua khai thác nền kinh tế quy mô.
Dù các cảm biến đã được thử nghiệm tại lab, nhưng các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ thử nghiệm và chứng minh khả năng hoạt động của cảm biến trong các mao mạch máu của người. Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu cải tiến và tăng công suất của pin nhiên liệu sinh học.
N.P.D (NASATI), theo https://techxplore.com/news/2018-09-sugar-powered-sensor-disease.html,