Hírek

Melaninból készítettek elemet Dátum | 2016.08.29 08:01 Szerző | Jools Az elemek két évszázaddal ezelőtti feltalálásuk óta számtalan különböző anyagból készültek. Az első darabok még rézből és cinkből álltak, napjaink legelterjedtebb, újratölthető darabjaiban pedig a lítium játssza a főszerepet, de a múltban az ólom, a nikkel, az ezüst és más nyersanyagok is népszerűek voltak. A legutóbbi időkig azonban senki nem próbálkozott azzal, hogy a melanint, a bőr festékanyagát energiatárolási célokra használja fel. Christopher Bettinger, a Carnegie Mellon Egyetem kutatója viszont pontosan ezzel próbálkozik, olyan elemeket igyekezve létrehozni, amelyek biztonságosan használhatók az emberi szervezetben is. A melanin első pillantásra nem tűnik kézenfekvő elem-alapanyagnak. Egy összetett, szénből, oxigénből, nitrogénből és hidrogénből álló molekuláról van szó, amelynek tömeges előállításához a hagyományos vegyészeti módszerek helyett biotechnológiai megoldásokra van szükség. A melanin ugyanakkor képes a pozitív töltésű ionok, vagyis a kationok megkötésére és felszabadítására, vagyis arra, ami az energiatároló berendezésekben a katód feladata. Mindez ráadásul úgy teszi, hogy nem mérgező, ami a hagyományos elem-alapanyagok túlnyomó többségéről nem mondható el. Bettinger új fejlesztésű készülékében egy melanin katód és egy nátriumból és titánból álló anód található, amelyeket egy vízbázisú elektrolit vesz körül. A rendszer nátrium-, kalcium-, rubídium-, cézium-, magnézium-, alumínium- és vasionokkal egyaránt működik, és a legkedvezőbb összeállításokkal 0,5–0,7 V feszültség valósítható meg. Ez nem túlságosan sok, de a piciny elemek annyi energiát már jelenleg is képesek szolgáltatni, ami például egy lenyelhető, a szervezetben csak néhány órát töltő, úgynevezett kapszula-endoszkóp vagy egy célzott gyógyszerbevitelt szolgáló rendszer működtetéséhez szükséges. A pontos számok persze a konkrét konfigurációtól függnek, de a kísérleti tapasztalatok szerint 600 milligramm melanin felhasználásával egy 5 milliwattos készülék akár 18 órán keresztül is üzemeltethető lehet, mondja Hang-Ah Park, a kutatás egyik résztvevője. A fejlesztés nagy előnye, hogy egyik összetevője sem mérgező a szervezetre, így ha az elem megsérül odabent, akkor sincs semmi probléma. A másik érdekesség, hogy bár a Bettinger megcélzott alkalmazási területekhez nincs szükség újratölthető elemekre, a prototípus magnéziumionokkal működő verziója egészen jó feltételekkel tölthető újra, holott a korábbi magnéziumakkuk létrehozására tett kísérletek sorra csődöt mondtak. Ez pedig jó hír lehet azoknak is, akik újratölthető energiatárolók fejlesztésén dolgoznak, és alternatívát keresnek a lítiumion-akkuk helyett.