Инженеры из Массачусетского технологического института создали электрогенерирующее устройство, которое окисляет глюкозу из спинномозговой жидкости. Работа ученых опубликована в журнале PLoS ONE, а ее краткое содержание пересказывает ScienceNow.
Квадратный микрочип площадью в один или два квадратных миллиметра снабжен катодом, анодом и разделяющей их мембраной. На платиновом аноде глюкоза окисляется с образованием ионов водорода и электронов. Мембрана, разделяющая катод и анод, проницаема только для ионов водорода, но не для электронов. Ионы устремляются через мембрану к катоду и объединяются там с кислородом, образуя воду. Электроны также устремляются к катоду, но не через мембрану, а через электрическую схему микрочипа и, таким образом, питают его энергией.
Анод микрочипа был сделан из платины, а для производства катода использовались углеродные нанотрубки. Созданное устройство авторы тестировали в растворе, состав которого имитировал цереброспинальную жидкость. Микрочип был способен производить несколько сотен микроватт электрической энергии, при этом расход глюкозы оставался относительно небольшим. По расчетам исследователей, он будет составлять от 3 до 28 процентов объема постоянно регенерируемой в мозге глюкозы. Потребление кислорода устройством также незначительно влияло на его содержание в ликворе.
По словам авторов, созданные элементы питания могут пригодиться для снабжения электрической энергией машинно - мозговых интерфейсов у пациентов со слепотой или глубокими поражениями мозга. В настоящий момент все экспериментальные устройства подобного рода питаются путем беспроводной индукции электричества или от батарей, которые нужно периодически менять в ходе хирургических операций. Микрочипы, вырабатывающие энергию из глюкозы, в будущем смогут сделать такие устройства совершенно автономными.