Новым возобновляемым источником энергии для медицинских устройств может стать слюна.
Мухаммад Мустафа Хусейн (Muhammad Mustafa Hussain), профессор электротехники из Научно-технологического университета им. короля Абдаллы в Саудовской Аравии, проводит почти все свое время за созданием крошечных устройств. «Вы делаете миниатюрные вещи и быстро получаете результаты», — говорит он. Так, в 2010 г., когда Хусейн вознамерился найти какой-нибудь возобновляемый источник энергии, пригодный для использования в труднодоступных местах в медицинских целях (например, чтобы отфильтровать воду или поставить диагноз), ему неизбежно пришлось начать с малого. Естественной отправной точкой мог бы стать, например, крошечный микробный топливный элемент. Однако было совсем не очевидно, что источником энергии для него станет слюна.
Идею использования слюны высказал коллега Хусейна Джастин Минк (Justine Е. Mink), в то время докторант, работавший в его лаборатории (а теперь научный сотрудник американской химической компании Dow Chemical). Тогда Минк трудился над созданием устройств, отслеживающих уровень глюкозы в крови у больных диабетом, с таким маленьким источником энергии, чтобы он помещался внутри тела больного рядом с поджелудочной железой. Микробный топливный элемент вырабатывает энергию, «скармливая» органические вещества, в избытке присутствующие в слюне, бактериям, которые в процессе своей жизнедеятельности высвобождают электроны. Эти двое ученых взяли обладающий высокой проводимостью графеновый электрод, погрузили его в среду с обитающими в слюне бактериями и через несколько недель получили один микроватт (одну миллионную часть ватта) энергии.
Микроватт — это, конечно, крошечная мощность, но ее достаточно для питания миниатюрных устройств типа «лаборатория на чипе» или диагностических и контролирующих инструментов, подобных отслеживающей системе Минка для диабетиков. В сотрудничестве с компаниями, которые создают с помощью трехмерных принтеров искусственные органы, Хусейн вживил свой топливный элемент в искусственную почку, где источником «топлива» служит физиологическая жидкость. По его словам, это всего лишь первый шаг, ведущий к увеличению масштаба: его долгосрочная цель заключается в получении электричества на фабриках по переработке органических отходов, что могло бы обеспечивать энергией опреснительные установки в слаборазвитых странах.