Для целого спектра биологических применений разработан крошечный литийионный аккумулятор. Батарея в сборе помещается в каплю воды. Она может использоваться в системах для стимулирования сердечной мышцы, доставки лекарств и питания медицинских нанороботов. Аккумулятор испытан на мышах и когда-нибудь будет применён для лечения людей.
Увеличенный в 50 раз для наглядности муляж «капельного аккумулятора». Источник изображения: University of Oxford
В основе сверхкрошечного литиевого аккумулятора лежит биогидрогель. Добавление в раствор поверхностно-активных веществ формирует из капель биогидрогеля своеобразную гирлянду. Одни капли выполняют функцию разделителя (сепаратора), как в больших аккумуляторах, разделяющих катод и анод, а в других каплях содержатся ионы солей лития, которые при создании цепи начинают двигаться из одной капли в другую, создавая ток и разность потенциалов на противоположных концах «гирлянды».
Объём каждой капли составляет всего 10 нЛ (нанолитров). Все компоненты такого аккумулятора биоразлагаемые и биосовместимые. Это подтвердили опыты на мышах, в сердечную ткань которых был помещён такой аккумулятор. В таком случае устройство предотвращает сердечную аритмию, вызванную хаотическими (болезненными) сокращениями мышц сердца. Использование такого устройства, требующего минимального хирургического вмешательства для вживления в сердечную ткань, позволит сохранять людям здоровье и жизнь, ведь сердечные аритмии — одна из частых причин смерти.
По словам учёных из Оксфордского университета, придумавших «капельный аккумулятор» и подавших на него заявку на патент, такой аккумулятор может также доставлять лекарства и служить перезаряжаемым источником питания для нанороботов.