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Die Biobatterie wird unter die Haut implantiert

28.12.2002

A. Heller von der University of Texas hat eine „Biobatterie“ entwickelt – ein Miniaturgerät, das unter die Haut oder in den Wirbelkanal implantiert wird und durch die Oxidation von Glukose direkt im Körper Strom erhält.

Die von dieser Batterie erzeugte Energie reicht aus, um Sensoren wie den Blutzuckerspiegel mit Strom zu versorgen. Die Batterie besteht aus zwei Elektroden - Fasern mit einer Länge von 2 cm und einer Dicke von 7 Mikrometern. Eine der Fasern, die mit einem speziellen Polymermaterial beschichtet ist, trägt auf der Oberfläche Moleküle der Glucoseoxidase, eines Enzyms, das die Oxidation von Glucose katalysiert.

Die Polymerbeschichtung sorgt für den Kontakt zwischen den Enzymmolekülen und der Faser sowie für die „Ableitung“ von Elektronen darauf. Die andere Faser enthält Moleküle eines anderen angehängten Enzyms, das Elektronen an Sauerstoffatome abgibt. Somit wird zwischen den beiden Fasern ein Elektronendichtegradient gebildet, der es ermöglicht, einen elektrischen Strom zu erhalten.

Die Leistung einer solchen Batterie beträgt etwa 2 Mikrowatt, was ungefähr der Leistung einer Uhrenbatterie entspricht.

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

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Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

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Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Kunstleder gegen Drogen 30.09.2018

Forscher der University of Chicago bieten einen eigentümlichen Weg, um mit der Drogensucht umzugehen – mit Hilfe von Patches aus gentechnisch veränderter Haut.

Wie Sie wissen, haben Biotechnologen vor nicht allzu langer Zeit ein sehr effektives Werkzeug, um die notwendigen Änderungen am Genom vorzunehmen – ein Werkzeug namens CRISPR (über das wir wiederholt geschrieben haben). Mit CRISPR ist es möglich, Gene, die für bestimmte Proteine kodieren, in die DNA von Hautzellen einzuschleusen und dann, nachdem die Hautzellen das gewünschte Stück Haut bilden, auf den Körper zu transplantieren.

Zuvor hatten Xiaoyang Wu und seine Kollegen bereits ähnliche Experimente durchgeführt und Hautzellen gezwungen, Insulin zu synthetisieren, sodass das transplantierte Pflaster dazu beitrug, bei diabetischen Mäusen einen normalen Blutzuckerspiegel aufrechtzuerhalten. Jetzt entschieden sie sich, anstelle von Insulin das Gen für Butyrylcholinesterase, ein Enzym, das Kokain zerstört, in Hautzellen einzuschleusen. Wir haben dieses Enzym sowieso, es arbeitet mit verschiedenen Substanzen, und das Kokainmolekül ist den Molekülen, mit denen Butyrylcholinesterase zu tun hat, sehr ähnlich. Das Enzym, das wir haben, ist jedoch nicht sehr aktiv, zumindest im Vergleich zu Kokain. Aber es gibt eine verbesserte Laborversion davon, die das Medikament 4400-mal effizienter abbaut.

Butyrylcholinesterase ist viel größer als Insulin, und es gab Zweifel, dass Hautzellen, die es normalerweise nicht synthetisieren (das Enzym wird normalerweise in der Leber gebildet), damit umgehen können. Die transplantierte Anti-Kokain-Haut funktionierte jedoch wie sie sollte: Zwei Wochen nach der Transplantation vertragen die Mäuse die Dosis des Medikaments, das sie zuvor buchstäblich getötet hatte, ruhig.

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