La società di biotecnologie Axorus e lo sviluppatore di batterie radiovoltaiche Arkenlight hanno collaborato per produrre congiuntamente cellule nervose artificiali alimentate da cellule betavoltaiche diamantate provenienti da scorie nucleari. Il loro obiettivo è sviluppare impianti medici con una fonte di energia che durerà per decenni.
Alcuni anni fa, gli scienziati dell'Università di Bristol, nel Regno Unito, hanno sviluppato un metodo per utilizzare i rifiuti radioattivi delle centrali nucleari, in particolare il carbonio-14 e il trizio, per trasformarli in diamanti in grado di assorbire elettroni ad alta energia, o particelle beta, e trasformarli in elettricità utile.
Tali batterie beta-voltaiche possono generare energia per molto tempo: alcune decine di anni, alcune migliaia, a seconda dell'emivita di specifici isotopi. E nonostante siano fatti di scorie nucleari, sono così sicuri che possono essere tranquillamente usati vicino al corpo umano o anche al suo interno: questo tipo di radiazione non penetra in profondità nei tessuti e l'elevata durezza del diamante rende il dispositivo quasi indistruttibile.
Va sottolineato, tuttavia, che stiamo parlando di piccolissime quantità di energia, scrive New Atlas.
Di recente, Arkenlight, insieme alla francese Axorus, ha iniziato a esplorare la possibilità di utilizzare batterie beta-voltaiche per alimentare i neuroni artificiali che l'azienda biotech sta sviluppando. I neuroni sono progettati per sostituire le parti danneggiate del sistema nervoso. Le loro funzioni possono essere diverse, ad esempio, per ricevere segnali da altri neuroni e sistemi corporei o inviarli secondo necessità.
"Questa è una CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Structure)", afferma il sito Web di Axorus, "1.000 volte più efficiente dal punto di vista energetico e 10 volte più piccola di un neurone biologico. Grazie alla sua sensibilità estremamente elevata, è ideale per gli impianti medici".
L'azienda sta attualmente costruendo una retina artificiale, composta da diversi neuroni e fotodiodi che generano una matrice di pixel e inviano un segnale elettrico al cervello tramite il nervo ottico. Durante le ore diurne, la retina è alimentata dalla luce, ma per consentire al paziente di vedere di notte, nonché per impiantare impianti nell'intestino, nel sistema endocrino o urinario, Axorus sta cercando altre soluzioni.
Una piccola e sicura batteria beta-voltaica che dura per decenni può essere una scelta eccellente per tali dispositivi. Per fare ciò, entrambe le società hanno creato il primo prototipo: un neurone artificiale alimentato da un generatore radiovoltaico al trizio.
La foto mostra che la batteria non è affatto piccola, ma per ora - in futuro dovrebbe essere ridotta a 4 × 4 mm, con uno spessore non superiore a 50 micron. Gli ingegneri si aspettano che generi microwatt di potenza per decenni.
Gli sviluppatori prevedono di entrare nel mercato con il prodotto nel 2024.
È noto che la stimolazione elettrica accelera la guarigione delle ferite, tuttavia, i dispositivi elettrici da soli non possono sempre essere impiantati nei tessuti molli senza danneggiare il corpo. Scienziati statunitensi hanno sviluppato un dispositivo impiantabile sotto forma di cerotto che non provoca una reazione del sistema immunitario.
2022-05-27 19:40:57
Autore: Vitalii Babkin