यह अल्ट्राथिन ईंधन सेल रक्त ग्लूकोज से बिजली के साथ शरीर के प्रत्यारोपण को शक्ति प्रदान कर सकता है

एमआईटी और म्यूनिख के तकनीकी विश्वविद्यालय के इंजीनियरों ने एक नए प्रकार का ग्लूकोज ईंधन सेल तैयार किया है जो सिर्फ 400 नैनोमीटर मोटा है- इसका मतलब है कि यह कागज की एक शीट की तुलना में पतला है जो लगभग 100,000 नैनोमीटर मोटा है। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि इस सेल का उपयोग मानव शरीर में बिना बैटरी या अन्य ऊर्जा भंडारण उपकरणों के चिकित्सा प्रत्यारोपण और सेंसर को शक्ति प्रदान करने के लिए किया जा सकता है।

फ्यूल सेल के पीछे की टीम ने एडवांस्ड मैटेरियल्स में प्रकाशित “ए सिरेमिक-इलेक्ट्रोलाइट ग्लूकोज फ्यूल सेल फॉर इम्प्लांटेबल इलेक्ट्रॉनिक्स” शीर्षक से एक शोध लेख लिखा है। पेपर के सह-लेखकों में फिलिप सिमंस, स्टीवन ए। शेंक, मार्को ए। गिसेल, लोरेंज एफ। ओल्ब्रिच और जेनिफर एलएम रूप्प शामिल हैं।

ईंधन सेल प्रति वर्ग सेंटीमीटर लगभग 80 मिलीवाट बिजली उत्पन्न करने के लिए ग्लूकोज का उपयोग कर सकता है, जो शोधकर्ताओं का दावा है कि किसी भी ग्लूकोज ईंधन सेल की अब तक की उच्चतम शक्ति घनत्व है। अपने आकार और दक्षता के अलावा, नया डिवाइस टिकाऊ भी है। यह कथित तौर पर 600 डिग्री सेल्सियस तक तापमान का सामना कर सकता है।

डिवाइस के लिए विचार थीसिस पर्यवेक्षक और संबंधित लेखक जेनिफर एलएम रूपप को हुआ जब वह डॉक्टर के कार्यालय में अपने दूसरे बच्चे के साथ गर्भवती थी, मधुमेह परीक्षण कर रही थी। रूप के अनुसार, वह एक “ऊब गई इलेक्ट्रोकेमिस्ट” थी, यह सोचकर कि मानव शरीर में रक्त शर्करा के साथ क्या किया जा सकता है।

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“पेसमेकर या मस्तिष्क प्रत्यारोपण जैसे इन-बॉडी प्रत्यारोपण के लिए एक बड़ा बाजार है। लेकिन उनके साथ समस्या यह है कि वर्तमान बैटरी बहुत भारी हैं और उनकी ऊर्जा घनत्व बहुत अधिक नहीं है। इसके अलावा, बैटरी रिप्लेसमेंट सर्जरी के दौरान एक मरीज की मौत होने की भी संभावना है, ”रूप ने indianexpress.com को एक ईमेल के माध्यम से बताया।

इसलिए, चिकित्सा प्रत्यारोपण को शक्ति देने के लिए मानव शरीर के अंदर भारी बैटरियों को स्टोर करने के बजाय, इस तरह की ईंधन कोशिकाओं का संभावित रूप से हमारे शरीर में ग्लूकोज से सीधे ऊर्जा प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

तेजी से अनुक्रम में 30 ग्लूकोज ईंधन कोशिकाओं को चिह्नित करने के लिए प्रयोग किया जाने वाला एक प्रयोगात्मक सेटअप (छवि क्रेडिट: केंट डेटन / एमआईटी)

“जैसे-जैसे तकनीक विकसित होती है, हमारे लिए जीवन को आसान बनाने के लिए मानव शरीर में और अधिक चिकित्सा प्रत्यारोपण किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, ये सेंसर या शायद ऐसे उपकरण भी हो सकते हैं जो स्वचालित रूप से दवा को तैनात करेंगे। ऐसे सभी स्मार्ट उपकरणों में एक सिलिकॉन चिप होगी जिसे संचालित करने की आवश्यकता है। यही वह जगह है जहां हम विशिष्ट अनुप्रयोग देखते हैं जहां ऐसे सूक्ष्म ईंधन कोशिकाओं को नियोजित किया जा सकता है, “उसने कहा।

वर्तमान में, टीम द्वारा विकसित अल्ट्रा-थिन ग्लूकोज फ्यूल सेल अभी भी विकास के प्रारंभिक चरण में है और इसे अभी तक एफडीए (यूएस फूड एंड ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन) की मंजूरी नहीं मिली है।

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“परंपरागत रूप से, ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल 10,000 घंटे की तरह कुछ चलेगा। आदर्श रूप से, यह उपकरण बिना किसी अनुमोदन के मानव शरीर में लंबे समय तक रहना चाहिए। लेकिन इसकी पुष्टि करने के लिए अनुसंधान चरण में बहुत जल्दी है, “उसने डिवाइस के जीवनकाल के बारे में पूछे जाने पर समझाया।

Rupp का मानना ​​है कि ऐसा उपकरण वास्तविक दुनिया के विकास के शुरुआती चरणों को केवल तीन वर्षों में देख सकता है, बशर्ते कि अनुसंधान को सही धन और संसाधन मिले।

शोध लेख के अनुसार, इम्प्लांटेबल सेंसर जैसे उपकरणों के लिए बिजली की आवश्यकताएं आमतौर पर 100 nW से 1mW तक भिन्न होती हैं, जिसका अर्थ है कि ऐसे ईंधन सेल संभावित रूप से उन्हें शक्ति प्रदान कर सकते हैं। लेकिन पेसमेकर जैसे अधिक बिजली के भूखे उपकरणों के लिए, पर्याप्त बिजली उत्पन्न करने के लिए कई ईंधन कोशिकाओं को प्रत्यारोपित करने की आवश्यकता हो सकती है।