Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Glukose-Brennstoffzelle soll Implantate befeuern

14.06.2012
MIT-Erfindung setzt auf herkömmliche Halbleiter-Technologie

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://mit.edu haben eine Brennstoffzelle entwickelt, die aus Glucose Energie gewinnt.


Glucose-Chip: MIT-Erfindung macht Zucker zu Strom (Foto: MIT)

Diese könnte künftig in das Gehirn eingesetzt werden und für den Antrieb von Prothesen und anderen Hilfsmitteln verantwortlich sein. Große Hoffnug ruht dabei in der Verwendung der cerebrospinalen Flüssigkeit.

Ideen-Revival nach 40 Jahren

Die Idee, den Zuckergehalt von Flüssigkeiten im menschlichen Körper zur Stromerzeugung zu verwenden, ist nicht ganz neu. Schon in den 1970er-Jahren ist es Wissenschaftlern geglückt, auf Basis einer Glucose-Brennstoffzelle einen Herzschrittmacher zu betreiben.

Mit dem Siegeszug der Lithium-Ionen-Akkus wandte man dieser Technologie jedoch für längere Zeit den Rücken zu. Zudem arbeiteten die damaligen Konstrukte mit Enzymen, was sie für einen Langzeitbetrieb untauglich machte.

Nun hat man am MIT die Idee auf Basis konventioneller Halbleiter-Technik wieder zum Leben erweckt. Alle Komponenten befinden sich auf einem Silizium-Chip. Ein Platin-Katalysator zieht, ähnlich wie verschiedene Zellenzyme, Ionen aus der Glucose. Platin gilt als biokompatibel, der Prototyp der Brennstoffzelle kann bereits einige hundert Mikrowatt an Strom erzeugen, was für den Betrieb von Low-Power-Gehirnimplantaten bereits ausreichend ist.

Cerebrospinale Flüssigkeit als ideales Milieu

"Es wird noch ein paar Jahre dauern, bevor Menschen mit Rückenmarksverletzungen im Rahmen von Standardbehandlungen mit solchen Implantaten ausgestattet werden, aber das ist die Art von Geräten, die man mit einer Glukose-basierten Brennstoffzelle antreiben kann", so Benjamin Rapoport, der erste Studienautor des von Rahul Sarpeshkar geleiteten Projektes.

Seinen Berechnungen nach ist die Rückenmarks-Gehirnflüssigkeit, die Erschütterungen des Denkorgans vermindert und es vor Kollisionen mit dem Schädelknochen schützt, die ideale Umgebung für die Brennstoffzelle. Denn sie zirkuliert ständig und verfügt über einen hohen Glucosegehalt.

Gleichzeitig befinden sich in ihr nur wenige Zellen, was eine Immunreaktion sehr unwahrscheinlich macht. Da nur ein geringer Teil des Zuckergehalts verwendet wird, ist laut den Forschern auch nicht von einem nennenswerten Einfluss auf die Hirnaktivität auszugehen.

Das Paper zur Studie haben die MIT-Wissenschaftler mittlerweile im Journal "PLoS ONE" veröffentlicht: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0038436

Georg Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.mit.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Innovation: Optische Technologien verändern die Welt
01.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht SeaArt-Projekt startet mit Feldversuchen an Nord- und Ostsee
18.11.2016 | Hochschule Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie