Konya Bilim Merkezi BilimUp

Biyosensörler İçin Güç Kaynağı: Biyobozunur Elektrotlar

3 dk
125

Proteus Digital Health adlı şirket, güç kaynağına, sensöre ve vericiye sahip bir hap geliştirdi. Hapı yuttuğunuzda, mide asidiniz pili harekete geçiriyor ve bir sinyal üretilmeye başlıyor. Bu, ilacı gerçekten aldığınızı göstermektedir. Bu ve bunun gibi vücuda yerleştirilen mikroskobik cihazlar ne kadar küçük olsalar da toksik olabilmeleri nedeniyle sağlığımız için zararlı olabilir. Peki bu cihazlar, doğal maddeler kullanılarak elde edilirse insan vücudu için daha az toksik olur mu? Çok küçük boyutlardaki bu cihazlar biyobozunur olabilir mi? Yani biyolojik olarak, vücuttaki sistemlerle ya da bakteriler ve mantarlar gibi mikroorganizmaların biyolojik hareketiyle parçalanabilir mi?

Carnegie Mellon Üniversitesinden araştırmacılar, mürekkep balığının mürekkebindeki melanin pigmentlerinin, hassas olan canlı dokuya temas halinde çalışan cihazlarda kullanılacak olan pil elektrotlarında kullanım için uygun olduğunu açıkladı. Bu cihazlar, biyosensörden ilaç salınıma kadar birçok uygulamada kullanılabilecek.

Melanin; cilde, saça ve gözdeki irise renk veren maddedir. Araştırmayı yürüten Bettinger ve Whitacre, mürekkep balığı mürekkebinden elde edilen melaninlerin, diğer sentetik melanin türevlerine kıyasla daha yüksek yük depolama kapasitesi sergilediğini keşfetti. Yani bu piller daha uzun süre aynı güçle elektrik verebilirler.


İnsan vücudu gibi hassas ortamlarda çalışan cihazlara gereken güç kaynağı sağlanırken doğal malzemelerin kullanılmasının, sentetik malzemelere göre daha iyi sonuçlar vereceği öngörülmektedir. Şu anda; tıbbi cihazlar için yüksek performanslı enerji depolama sistemleri, potansiyel olarak zararlı etkiler oluşturabilecek elektrot malzemeler ve elektrolitler kullanılarak elde edilir. Biyolojik olarak parçalanabilir veya sindirilebilir, elektronik olarak aktif tıbbi cihazlar, zararsız ve sulu ortamlarda çalışabilen yeni enerji depolama malzemeleri gerektirir. Melanin bazlı elektrotların bu amaçla kullanıma uygun olduğu görülmüştür.

Bilgisayarlar, cep telefonları ve küçük ev aletlerinde kullanılan lityum iyon pillerini duymuşsunuzdur. Ancak lityum kaynaklarının azalması nedeniyle alternatifler aranmaktadır. Sodyum iyon pilleri bunlardan biridir. Tekrar şarj edilebilen sodyum iyon pillerde, hücreler diğer pil sistemlerinde olduğu gibi enerjiyi üretmek ve depolamaktan birincil derece sorumlu üç ana bileşenden oluşmaktadır. Bunlar anot(-), katot (+) ve elektrolit olarak sıralanabilir. Bu yapılar sayesinde hücrenin/pilin şarjı ve deşarjı esnasında Na iyonları pozitif ve negatif elektrotları arasında karşılıklı olarak yer değiştirebilmektedir. Yani şarj ettiğinizde, elektrikle yüklenen sodyum atomları anotta toplanır ve şarjdan çıkardıktan sonra elektronlar katot kısma doğru hareket eder. Elektrolit bu hareket için uygun ortamı sağlar.

Bu çalışmaya göre, biyolojik olarak uyumlu elektrot malzemelerinin sulu sodyum iyon pillerin çalışması için gerekli olan anotun yerine geçebileceği ve biyolojik olarak parçalanabilen elektronik implantlar ve sindirilebilir sistemler dahil olmak üzere çeşitli geçici tıbbi cihazlar için enerji kaynağı olarak kullanılabileceği görülüyor.

Buradaki en temel amaç elektronik olarak aktif implantlarda yeni bir çağı başlatabilecek biyolojik olarak parçalanabilen elektronikleri üretmektir. Bu sayede tansiyon, vücut sıcaklığı veya glikoz miktarını ölçen biyosensörler gibi vücuda yerleştirilmiş elektronik malzemelerin daha sağlıklı olması sağlanacaktır.


Benzer Makaleler

Nanosensörler Kalp Krizini Tespit Edebilir Mi?
Hızlı Şarj Pil Ömrü İçin Kötü Etkiye Sahip Midir?
Gramofonlar Nasıl Çalışır?
Veri Bilimci Kimdir? Ne İş Yapar?
Rüzgâr Türbinlerinde Neden Genellikle Üç Kanat Bulunur?
Termal Kameralar Bizi Nasıl Fark Eder?
Şifre Kırma Tekniği: Kaba Kuvvet Saldırıları
Kişisel Veri Gizliliği Nedir ve Neden Önemlidir?
Biyolojik Bilgisayar (Biocomputers) Nedir?
Mikroskobik Boyutta Pil Üretmek Mümkün Mü?
ANASAYFA
RASTGELE
KATEGORİLER
POPÜLER
EN YENİLER