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 Neues Nano-CT-Gerät liefert hochauflösende Aufnahmen von winzigem Stummelfüßer-Bein
07.11.2017 | Technische Universität München

nachricht Neues Verbundprojekt erforscht die neurodegenerative Erkrankung Morbus Alzheimer
12.09.2017 | Universitätsklinikum Würzburg

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: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte