Бриллианты из ядерных отходов станут батарейкой для имплантатов

Такие бета-вольтовые батареи будут генерировать мощность в течение чрезвычайно долгого времени - некоторые могут быть разработаны для работы десятилетиями, другие - в течение тысячелетий, в зависимости от полураспада конкретного изотопа, который используется. И, несмотря на то, что они сделаны из радиоактивных ядерных отходов, по словам Arkenlight, они очень безопасны для использования вблизи или даже внутри человеческого тела, поскольку бета-излучение такого рода не проникает далеко в ткани, а крайняя твердость алмазной структуры делает их очень крепкими.

Важно отметить, что речь идет о крошечном количестве мощности, и о том, что другие компании, обещающие питание потребительских устройств и электромобилей с ядерными бриллиантами, еще не продемонстрировали, как они будут делать это без батарей больше и тяжелее, чем сами устройства.

В последнее время Arkenlight работает с французской компанией Axorus, чтобы изучить возможность использования бета-вольтовых микробатарей для питания искусственных нейронов Axorus.

Искусственные нейроны предназначены для проникновения в нервную систему пациента и выполнять различные функции, основанные на их способности общаться с биологическими нейронами, «прослушиваемыми» сигналами, отправленными другими нейронами и другими системами, и посылающие собственные, где это необходимо. «Это CMOS-схема, которая в 1000 раз более энергоэффективна и до 10 раз меньше биологического нейрона. Очень высокая чувствительность делает его идеальным для медицинских имплантатов», сообщает сайт компании.

Есть всевозможные способы, которыми Axorus надеется использовать такие устройства. В настоящее время компания разрабатывает искусственную сетчатку, которая сочетает в себе ряд искусственных нейронов с фотодиодами, создавая матрицу «пикселей», которые могут прочитать входящий свет и посылать электрический сигнал в мозг через зрительный нерв. Разработанная для пациентов, испытывающих возрастную дегенерацию желтого пятна, она направлена на возвращение людям центральной части зрения, хотя изначально только в черно-белом цвете.

Эти искусственные сетчатки будут питаться от окружающего света, но Axorus ищет решения для их питания ночью. У компании есть ряд других применений для искусственных нейронов в мозге, эндокринной системы, в кишечнике и мочевыделительной системе, где они потенциально могут лечить все виды заболеваний - но для их питания не будет света.

Крошечная, безопасная бета-вольтовая батарея, которая работает десятилетиями, может быть идеальной для этих устройств, поэтому Arkenlight и Axorus заключили партнерские отношения, чтобы создать доказательство концепции: первый искусственный нейрон, прикрепленный к генератору Radiovoltaic Micro-Power Tritium. 

Яркое пятно вверху - это сам нейрон, а черный ящик в нижней части - бета-батарея. Если это выглядит немного великоватым, чтобы поместиться в глазном яблоке, не волнуйтесь: целевой размер батареи тритиума составляет 4х4 мм (0,16 х 0,16 дюйма) с толщиной менее 50 микрон. Хотя окончательная мощность и ожидаемый срок службы еще не определены, компания заявляет, что рассчитывает на то, что эти устройства будут вырабатывать микроватты энергии в течение десятилетий.

Есть еще путь. «Несмотря на то, что сейчас мы производим бриллианты», - говорит генеральный директор Arkenlight Морган Бордмен. «Путь к минимально жизнеспособному продукту требует множества итераций при уточнении рецепта и процесса, чтобы обеспечить максимально возможную плотность мощности. На этом пути нам необходимо провести большое количество испытаний для определения и обеспечения стандартов последовательного производства и безопасности. Это не тривиальные задачи, требующие много времени и усилий. До появления коммерчески доступного продукта еще несколько лет, но мы работаем с первыми клиентами (например, Axorus), чтобы согласовать наши усилия с их потребностями. Такие виды сотрудничества на ранних стадиях исследований являются типичными и очень полезными, поскольку способствуют разработке продукта и, как правило, заканчиваются коммерческими отношениями».

Тем не менее, компания не теряет надежды, что к 2024 году сможет выпустить что-то коммерческое, и если она сможет продемонстрировать, что батареи безопасны и надежны внутри человеческого тела и обеспечивают нужное количество энергии в крошечном корпусе, они могут найти ряд других медицинских применений, чтобы подключиться к ним в дальнейшем. Увлекательный материал. Посмотрите видео о технологии искусственной сетчатки и нейронов Axorus ниже.