Investigadores de la Universidad Tecnológica de Tianjin en China han desarrollado un nuevo tipo de batería que funciona con oxígeno que se encuentra en el cuerpo y nunca se agota. Un comunicado de prensa indica que esta batería puede implantarse en el cuerpo para múltiples propósitos. El artículo fue publicado en la revista. Química
Con los avances en la tecnología médica, la implantación de dispositivos dentro del cuerpo para modificar las funciones de los órganos se ha vuelto muy común. Los marcapasos ayudan a evitar que la frecuencia cardíaca disminuya, mientras que los neuroestimuladores pueden ayudar a aliviar el dolor crónico. Todos estos dispositivos requieren una fuente de alimentación externa, tradicionalmente proporcionada por baterías pequeñas pero potentes.
Estas baterías pueden servirle al paciente durante años, pero eventualmente se agotan y todo el sistema debe ser reemplazado o recargado, tal vez por inducción. Esto requiere que el paciente sea sometido a otra cirugía o en todo caso acudir a centros especializados.
Los investigadores chinos fueron más allá y se inspiraron en la vida misma y en cómo se sustenta mediante oxígeno.
batería de oxígeno
El diseño de la batería consta de electrodos hechos de nanoaleaciones de sodio y oro. De esta forma, el oro contiene miles de agujeros microscópicos.
El equipo de investigación utilizó oro porque se sabe que es un buen conductor y compatible con los sistemas vivos. Por otro lado, el sodio es un elemento esencial en el cuerpo humano, ya que se produce de forma natural y por tanto no es tóxico.
Los electrodos pueden reaccionar con el oxígeno del cuerpo y generar una tensión eléctrica. Para probar el dispositivo, el equipo de investigación implantó una batería debajo de la piel de ratones en el laboratorio. Antes de la implantación, la batería estaba recubierta con una membrana de polímero porosa para permitir el paso de las moléculas y proteger la composición de la batería.
«Si lo pensamos bien, el oxígeno es nuestra fuente de vida», afirmó Xicheng Liu, profesor de materiales y dispositivos energéticos en la Universidad Tecnológica de Tianjin.
«Si podemos aprovechar el suministro continuo de oxígeno del cuerpo, la duración de la batería ya no estará limitada por los materiales limitados de las baterías tradicionales».
Dos semanas después de la implantación, se midió la energía de la batería y se encontró que era estable entre 1,3 y 1,4 voltios. La densidad de potencia máxima fue de 2,6 μW/cm2. Esto todavía no es suficiente para operar dispositivos médicos. Sin embargo, es una buena evidencia de que los investigadores pueden desarrollar más el concepto.
¿Cómo reaccionó el tejido vivo?
Además de producir energía, los investigadores querían saber cómo reacciona el cuerpo a la batería implantada. El equipo no encontró reacciones inflamatorias alrededor del sitio del trasplante y las funciones metabólicas de los ratones se mantuvieron normales.
Los subproductos de las reacciones químicas de la batería incluyeron moléculas de peróxido de hidrógeno, iones de sodio e hidróxido. Estos elementos se produjeron en pequeñas cantidades y podrían ser fácilmente metabolizados por los riñones y el hígado de los ratones, señala el comunicado de prensa. Cuatro semanas después, el cabello en el lugar del trasplante volvió a crecer.
Cuando los investigadores midieron la potencia de la batería inmediatamente después de la implantación, resultó muy inestable. Sin embargo, a medida que el sitio del implante sana, los vasos sanguíneos que rodean la batería pueden regenerarse y suministrar oxígeno a la batería, lo que hace que su producción sea más estable.
Para futuras investigaciones, el equipo quiere explorar otros materiales polares, que podrían ayudar a mejorar el diseño de la batería y hacerla más asequible para la producción en masa.
Una batería de oxígeno también puede tener un importante efecto secundario positivo. «Dado que las células cancerosas son sensibles a los niveles de oxígeno, la implantación de esta batería que consume oxígeno podría ayudar a matar de hambre a los tumores», añadió Liu. presione soltar. «También es posible convertir la energía de la batería en calor para matar las células cancerosas».
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