Chế tạo thành công pin "ăn được" để chạy các thiết bị y tế trong cơ thể

Tưởng tượng xem một ngày bạn có những viên thuốc uống được mà bên trong có cảm biến có thể đánh giá sức khoẻ của bạn và gửi thông tin qua mạng không dây tới bác sĩ của bạn, hay một viên thuốc có thể nhận biết các thay đổi vi sinh trong ruột của bạn và có thể tự điều chỉnh liều lượng.

Các thiết bị y tế uống được trong tương lai sẽ hứa hẹn hiện thực hoá các ứng dụng như vậy, nhưng khó khăn ở đây là tạo ra một nguồn năng lượng an toàn cho cơ thể và có thể cung cấp đủ năng lượng cho các thiết bị này.

"Suốt hàng thập kỉ, con người đã tưởng tượng rằng một ngày, chúng ta sẽ có các thiết bị "uống được" có thể chẩn đoán và trị bệnh", nhà vật liệu học Christopher Bettinger phát biểu. "Nhưng nếu bạn phải "uống thuốc" mỗi ngày, bạn phải để ý về vấn đề độc tính. Đó là khi mà bạn cần nghĩ tới các vật liệu sinh học có thể thay thế cho các linh kiện máy móc".

Các nhà khoa học đã phát triển một loại pin làm từ melanin, một loại tế bào sắc tố tự nhiên trong da, tóc và mắt người.

Bettinger và đội ngũ tại trường đại học Carnegie mellon đã có một bước tiến lớn. Họ đã phát triển một loại pin làm từ melanin, một loại tế bào sắc tố tự nhiên trong da, tóc và mắt người. Melanin bảo vệ cơ thể chúng ta khỏi các gốc tự do, nhưng chúng cũng có khả năng liên kết và tách rời các i-on kim loại, một phản ứng hoá học quan trọng đối với chức năng của pin.

Nhóm nghiên cứu đã tạo ra các viên pin sử dụng melanin và các vật liệu tương thích với sinh học khác như mangan-oxit, đồng và sắt. Họ phát hiện pin melanin có thể cung cấp năng lượng cho một thiết bị 5 mili-watt chạy suốt 18 tiếng.

"Cái hay ở đây là về lí thuyết, một thiết bị tự hoại ăn được chỉ được phép tồn lại trong cơ thể không quá 20 giờ", theo Bettinger.
Pin ăn được không hề mới, nhưng các loại pin trước đây không có khả năng tự hoại, do đó cần được thải ra khỏi cơ thể. Nếu sử dụng thường xuyên, các loại pin này có thể gây hại.

Nhóm các nhà khoa học Carnegie Mellon hiện đang thử nghiệm chế tạo pin làm từ các vật liệu tự phân huỷ an toàn khác như pectin. Bước tiếp theo là tạo ra một loại vỏ an toàn và ăn được cho các viên pin này.