[轉載自：IntelligentThings]

近日，美國華盛頓州立大學的研究人員開發出一種由生物燃料供電的可植入傳感器。它能依靠糖來運行，并監測人體的生物信號，從而檢測、預防和診斷疾病。

生物燃料電池，是以有機物為燃料，直接或間接利用酶作為催化劑的一類特殊的燃料電池。與傳統電池相比，生物燃料電池具有高效、潔凈、環境友好等優點，被認為是一種新型的綠色能源。

折紙飛鏢式樣的微生物燃料電池（圖片來源： Jonathan Cohen/賓漢姆頓大學）

細菌提供能量的紙電池（圖片來源：賓漢姆頓大學）

紙基生物燃料電池（圖片來源：賓漢姆頓大學）

從汗液中提取能量的生物燃料電池（圖片來源：加州大學圣地亞哥分校）

創新

今天，讓我們來看一項基于生物燃料電池的新技術。近日，美國華盛頓州立大學（Washington State University）的研究人員開發出一種由生物燃料供電的可植入傳感器。它能依靠糖來運行，并監測人體的生物信號，從而檢測、預防和診斷疾病。

（圖片來源：華盛頓州立大學）

華盛頓州立大學電氣工程與計算機科學系助理教授 Subhanshu Gupta 領導的跨學科研究團隊開發了這個獨特的傳感器，它由生物燃料電池供電，從體液中采集葡萄糖來運行。

研究團隊演示了將生物燃料電池與電子器件集成到一起的獨特方案，用于高靈敏度地處理生理與生物化學信號。

他們的研究成果發表在《 IEEE Transactions of Circuits and Systems journal》期刊上。

華盛頓州立大學化學工程與生物工程學院的教授 Su Ha 與 Alla Kostyukova 領導了這個生物燃料電池的設計。

技術

如今，許多流行的用于疾病檢測的傳感器，要么是需要充電的手表；要么是穿戴在皮膚上的貼片，可是它卻位于表皮之上，無法嵌入到皮膚深處。華盛頓州立大學開發的傳感器，無需指尖采血，就可以測試特定的疾病，例如糖尿病。

Gupta 表示：“通過皮膚與嘴巴附近的血糖或者乳酸，人體的體液中攜帶了許多燃料。生物燃料電池為采用人體作為潛在的燃料打開了大門。”

傳感器中的電子器件采用了最先進的設計與制造工藝，功耗只有幾微瓦，且靈敏度很高。

（圖片來源：華盛頓州立大學）

價值

Gupta 稱，這些電子器件與生物燃料電池結合到一起后，比傳統電池供電的設備更加高效。因為依靠身體的葡萄糖，傳感器的電子器件可以被無限期地供電。例如，傳感器可以依靠恰好位于皮膚下方的糖份來運行。

他說，不同于普遍使用的鋰離子電池，生物燃料電池也是完全無毒的，因此更有希望植入人體。它也比傳統的生物燃料電池更加穩定且靈敏。

研究人員稱，他們的傳感器可以通過量產工藝，利用規模經濟，低成本地制造。

Gupta 表示：“這項研究將制造生物燃料電池的技術與我們復雜的電子器件結合到了一起。這是一個非常好的結合，將適用于未來許多的應用。”

未來

傳感器已經經過實驗室測試，而研究人員希望在毛細血管中測試并演示這些傳感器，而這需要獲得監管批準。研究人員正在進一步改善并增加他們生物燃料電池的功率輸出。