প্রধান টেকওয়ে
- MIT গবেষকরা একটি নতুন পাওয়ার সেল তৈরি করেছেন যা আপনার শরীরের গ্লুকোজ ব্যবহার করে কাজ করে৷
- কোষগুলি চিকিৎসা যন্ত্রগুলিকে শক্তি দিতে পারে এবং যারা সুবিধার জন্য তাদের শরীরে ইলেকট্রনিক গ্যাজেট ইমপ্লান্ট করে তাদের সাহায্য করতে পারে৷
- রোগীদের উপর তাদের প্রভাব কমাতে ইমপ্লান্টযোগ্য ডিভাইসগুলি যতটা সম্ভব ছোট হতে হবে।
আপনার নিজের শরীর ভবিষ্যতের গ্যাজেটের জন্য শক্তির উৎস হতে পারে।
MIT বিজ্ঞানীরা একটি গ্লুকোজ-চালিত জ্বালানী কোষ তৈরি করেছেন যা ক্ষুদ্র ইমপ্লান্ট এবং সেন্সরকে জ্বালানী দিতে পারে।ডিভাইসটি একটি মানুষের চুলের ব্যাস প্রায় 1/100 পরিমাপ করে এবং প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে প্রায় 43 মাইক্রোওয়াট বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে। জ্বালানী কোষগুলি ওষুধে কার্যকর হতে পারে এবং স্বল্প কিন্তু ক্রমবর্ধমান সংখ্যক লোক যারা সুবিধার জন্য তাদের শরীরে ইলেকট্রনিক গ্যাজেট রোপন করে৷
"গ্লুকোজ জ্বালানী কোষগুলি শরীরে সহজেই উপলব্ধ একটি জ্বালানী ব্যবহার করে ইমপ্লান্টেবল ডিভাইসগুলিকে পাওয়ার জন্য উপযোগী হতে পারে," ফিলিপ সিমন্স, যিনি তার পিএইচডি-র অংশ হিসাবে নকশাটি তৈরি করেছিলেন। থিসিস, একটি ইমেল সাক্ষাত্কারে Lifewire বলেছেন. "উদাহরণস্বরূপ, আমরা আমাদের গ্লুকোজ ফুয়েল সেল ব্যবহার করে অত্যন্ত ক্ষুদ্রাকৃতির সেন্সরগুলিকে শক্তি দেওয়ার কল্পনা করি যা শরীরের কার্যকারিতা পরিমাপ করে। ডায়াবেটিস রোগীদের জন্য গ্লুকোজ পর্যবেক্ষণ, কার্ডিয়াক অবস্থার পর্যবেক্ষণ, বা টিউমারের বিবর্তন সনাক্তকারী বায়োমার্কার ট্র্যাক করার কথা ভাবুন।"
ক্ষুদ্র কিন্তু পরাক্রমশালী
নতুন ফুয়েল সেল ডিজাইন করার সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ ছিল এমন একটি ডিজাইন নিয়ে আসা যা যথেষ্ট ছোট ছিল, সিমন্স বলেন। তিনি যোগ করেছেন যে রোগীদের উপর তাদের প্রভাব কমাতে ইমপ্লান্টযোগ্য ডিভাইসগুলি যতটা সম্ভব ছোট হতে হবে৷
"বর্তমানে, ব্যাটারিগুলি কতটা ছোট হতে পারে তার মধ্যে খুব সীমিত: আপনি যদি একটি ব্যাটারি ছোট করেন তবে এটি কতটা শক্তি সরবরাহ করতে পারে তা কমিয়ে দেয়," সিমন্স বলেছিলেন। "আমরা দেখিয়েছি যে মানুষের চুলের চেয়ে 100 গুণ পাতলা একটি ডিভাইসের সাহায্যে আমরা এমন শক্তি সরবরাহ করতে পারি যা ক্ষুদ্র সেন্সর পাওয়ার জন্য যথেষ্ট।"
আমাদের জ্বালানী কোষ কতটা ছোট তা বিবেচনা করে কেউ ইমপ্লান্টযোগ্য ডিভাইস কল্পনা করতে পারে যেগুলো মাত্র কয়েক মাইক্রোমিটার বড়।
সিমনস এবং তার সহযোগীদের নতুন ডিভাইসটিকে বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে সক্ষম এবং 600 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত তাপমাত্রা সহ্য করার জন্য যথেষ্ট শক্ত করতে হয়েছিল। যদি মেডিকেল ইমপ্লান্টে ব্যবহার করা হয়, তাহলে ফুয়েল সেলকে উচ্চ-তাপমাত্রা নির্বীজন প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যেতে হবে।
উচ্চ তাপ সহ্য করতে পারে এমন একটি উপাদান খুঁজে পেতে, গবেষকরা সিরামিকের দিকে মনোনিবেশ করেছেন, যা উচ্চ তাপমাত্রায়ও এর বৈদ্যুতিন রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য বজায় রাখে। গবেষকরা ধারণা করেন যে নতুন ডিজাইনটি অতি থিন ফিল্ম বা আবরণে তৈরি করা যেতে পারে এবং শরীরের প্রচুর গ্লুকোজ সরবরাহ ব্যবহার করে প্যাসিভলি পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সে ইমপ্লান্টের চারপাশে আবৃত করা যেতে পারে।
নতুন ফুয়েল সেলের ধারণাটি 2016 সালে আসে যখন জেনিফার এলএম রুপ, সিমন্সের থিসিস সুপারভাইজার এবং একজন এমআইটি অধ্যাপক, যিনি সিরামিক এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ডিভাইসে বিশেষজ্ঞ, তার গর্ভাবস্থায় গ্লুকোজ পরীক্ষা করতে গিয়েছিলেন৷
"ডাক্তারের অফিসে, আমি খুব বিরক্ত ইলেক্ট্রোকেমিস্ট ছিলাম, ভাবছিলাম আপনি চিনি এবং ইলেক্ট্রোকেমিস্ট্রি দিয়ে কী করতে পারেন," রূপ একটি সংবাদ বিজ্ঞপ্তিতে বলেছে৷ "তারপর আমি বুঝতে পেরেছিলাম যে একটি গ্লুকোজ-চালিত সলিড-স্টেট ডিভাইস থাকলে ভাল হবে। এবং ফিলিপ এবং আমি কফির উপরে দেখা করেছিলাম এবং একটি ন্যাপকিনে প্রথম অঙ্কনগুলি লিখেছিলাম।"
গ্লুকোজ জ্বালানী কোষগুলি প্রথম 1960-এর দশকে চালু করা হয়েছিল, তবে প্রাথমিক মডেলগুলি নরম পলিমারের উপর ভিত্তি করে ছিল। এই প্রথম দিকের জ্বালানি উৎসগুলিকে লিথিয়াম-আয়োডাইড ব্যাটারি দ্বারা প্রতিস্থাপিত করা হয়েছিল৷
"আজ অবধি, ব্যাটারিগুলি সাধারণত পেসমেকারের মতো ইমপ্লান্টযোগ্য ডিভাইসগুলিকে পাওয়ার জন্য ব্যবহৃত হয়," সাইমন বলেছিলেন। "তবে, এই ব্যাটারির শক্তি শেষ হয়ে যাবে যার মানে একটি পেসমেকার নিয়মিত প্রতিস্থাপন করা প্রয়োজন।এটি আসলে জটিলতার একটি বিশাল উৎস।"
ভবিষ্যত ছোট এবং ইমপ্লান্টযোগ্য হতে পারে
দেহের অভ্যন্তরে অনির্দিষ্টকালের জন্য স্থায়ী হতে পারে এমন একটি জ্বালানী কোষ সমাধানের অনুসন্ধানে, দলটি প্ল্যাটিনামের তৈরি একটি অ্যানোড এবং ক্যাথোড সহ একটি ইলেক্ট্রোলাইট স্যান্ডউইচ করেছে, এটি একটি স্থিতিশীল উপাদান যা সহজেই গ্লুকোজের সাথে বিক্রিয়া করে৷
নতুন গ্লুকোজ ফুয়েল সেলের উপাদানের ধরন এটি শরীরের কোথায় স্থাপন করা যেতে পারে তার পরিপ্রেক্ষিতে নমনীয়তার অনুমতি দেয়। "উদাহরণস্বরূপ, এটি পাচনতন্ত্রের ক্ষয়কারী পরিবেশকে সহ্য করতে পারে, যা ইরিটেবল বাওয়েল সিনড্রোমের মতো দীর্ঘস্থায়ী রোগের নিরীক্ষণের নতুন সেন্সরগুলিকে সক্ষম করতে পারে," সিমন্স বলেছেন৷
গবেষকরা কোষগুলিকে সিলিকন ওয়েফারের উপর রেখেছিলেন, যা দেখায় যে ডিভাইসগুলি একটি সাধারণ অর্ধপরিবাহী উপাদানের সাথে যুক্ত করা যেতে পারে। তারপরে তারা প্রতিটি কোষ দ্বারা উত্পাদিত কারেন্ট পরিমাপ করেছিল যখন তারা একটি কাস্টম-গঠিত পরীক্ষা স্টেশনে প্রতিটি ওয়েফারের উপর গ্লুকোজের একটি দ্রবণ প্রবাহিত করেছিল৷
অনেক কোষ প্রায় 80 মিলিভোল্টের সর্বোচ্চ ভোল্টেজ তৈরি করেছে, অ্যাডভান্সড ম্যাটেরিয়ালস জার্নালে সাম্প্রতিক একটি গবেষণাপত্রে প্রকাশিত ফলাফল অনুসারে। গবেষকরা দাবি করেন যে এটি যেকোনো গ্লুকোজ ফুয়েল সেল ডিজাইনের সর্বোচ্চ শক্তি ঘনত্ব।
গ্লুকোজ জ্বালানী কোষ শরীরে সহজেই পাওয়া যায় এমন জ্বালানী ব্যবহার করে ইমপ্লান্টেবল ডিভাইসগুলিকে পাওয়ার জন্য কার্যকর হতে পারে৷
MIT টিম "ইমপ্লান্ট করা সেন্সর এবং সম্ভবত অন্যান্য ফাংশনগুলির জন্য ক্ষুদ্র শক্তির উত্সগুলির জন্য একটি নতুন পথ খুলেছে," ট্রুলস নরবি, নরওয়ের অসলো বিশ্ববিদ্যালয়ের রসায়নের অধ্যাপক, যিনি এই কাজে অবদান রাখেননি, এক সংবাদ বিজ্ঞপ্তিতে বলা হয়েছে। "ব্যবহৃত সিরামিকগুলি অ-বিষাক্ত, সস্তা, এবং [অন্যতম] জড় নয়, শরীরের অবস্থা এবং ইমপ্লান্টেশনের আগে জীবাণুমুক্তকরণের অবস্থার জন্য। ধারণা এবং প্রদর্শনটি সত্যিই আশাব্যঞ্জক।"
সিমন্স বলেছেন যে নতুন জ্বালানী কোষগুলি ভবিষ্যতে সম্পূর্ণ নতুন শ্রেণির ডিভাইসগুলিকে সক্ষম করতে পারে। "আমাদের জ্বালানী কোষ কতটা ছোট তা বিবেচনা করে, কেউ ইমপ্লান্টযোগ্য ডিভাইসগুলি কল্পনা করতে পারে যা মাত্র কয়েক মাইক্রোমিটার বড়," তিনি যোগ করেছেন। "যদি আমরা এখন ইমপ্লান্টযোগ্য ডিভাইসের সাথে পৃথক কোষগুলিকে সম্বোধন করতে পারি?"
