Создана первая биосовместимая ионная батарея

Инженеры Университета Мэриленда изобрели ионную батарею совершенно нового типа. Ее можно назвать биосовместимой, поскольку она вырабатывает электроэнергию, которую используют люди и другие живые существа.

В организме человека ионы — натрий, калий и другие электролиты — посылают электрические сигналы, которые питают мозг, управляют ритмом сердцебиения, движением мускулов и многим другим. В обычных батареях электрический ток образуется путем движения положительно заряженных ионов с одного электрода к другому.

Батарея ученых Мэриленда, наоборот, использует движение электронов, чтобы получить поток ионов. «Мое изобретение — это ионная система, которая может взаимодействовать с человеческой», — говорит глава группы исследователей Лянбин Ху.

Еще одна уникальная особенность батареи в том, что энергия накапливается в траве. Ученые пропитали листья мятлика лугового раствором литиевой соли. Каналы, по которым раньше поднимались и опускались питательные вещества, стали идеальной средой для раствора.

Демонстрационный экземпляр батареи выглядит как две стеклянные трубки с листом травы внутри, каждая из которых соединена с тонким металлическим проводом. Провод служит для потока электронов, а на другом конце каждой трубки есть металлический наконечник, по которому движется ионный ток.

«В обычной батарее электроны движутся по проводам, чтобы взаимодействовать с электроникой, а ионы проходят через сепаратор. В нашей обратной конструкции традиционная батарея закорочена (то есть электроны проходят через металлические провода). Тогда ионам приходится двигаться через внешние ионные кабели. В данном случае, ионы в ионном кабеле — волокнах травы — могут взаимодействовать с живыми системами».

Это открытие может найти применение в медицинских устройствах, управляющих активностью нейронов и способных корректировать симптомы или лечить такие заболевания, как болезнь Альцгеймера или депрессию. Ионные батареи могут использовать инвалиды. С их помощью можно будет проводить биологические эксперименты и искать новые лекарства от рака.

Кроме того, они могут стать необходимым элементом создания нейроинтерфейса, соединяющего человека и машину. Такого, например, какой собирается создать Илон Маск, обещавший через 8 — 10 лет представить нейронное кружево — миниатюрные чипы размером в несколько микрон, которые улучшают когнитивные способности человека.