شارژ ایمپلنت‌های پزشکی با ضایعات هسته‌ای
نمونه اولیه از نورون‌های مصنوعی که از باتری "بتاولتائیک الماس" استفاده می‌کنند تولید شد.
باتری‌های هسته‌ای یا بتاولتائیک که از ضایعات هسته‌ای ساخته می‌شوند برای دهه‌ها بدون نیاز به شارژ کار می‌کنند.
شرکت "آرکنلایت" توسط محققان دانشگاه بریستول تاسیس شد. آن‌ها ابزاری برای برداشت مقادیری از پسماند رادیواکتیو به ویژه کربن ۱۴ و تریتیوم از نیروگاه‌های هسته‌ای از قطعات راکتوری که در معرض تشعشعات میله‌های سوخت قرار داشتند ایجاد کردند و این پسماند‌ها را به الماس‌هایی تبدیل کردند که قادر به جمع‌آوری الکترون‌های پر انرژی یا ذرات بتا بودند که در نهایت آن‌ها را به برق قابل استفاده تبدیل می‌کنند.
این باتری‌های بتاولتائیک برای مدت زمان بسیار طولانی انرژی تولید می‌کنند. برخی از آن‌ها را می‌توان به گونه‌ای طراحی کرد که برای چندین دهه و برخی دیگر برای هزاران سال، بسته به نیمه عمر ایزوتوپ خاصی که مورد مصرف آن‌ها است، انرژی تولید کنند و اگرچه این باتری‌ها از ضایعات هسته‌ای رادیواکتیو ساخته شده‌اند، شرکت "آرکنلایت" می‌گوید که این باتری‌ها برای استفاده‌ی نزدیک یا حتی در داخل بدن انسان بسیار ایمن هستند، زیرا این نوع از پرتو‌های بتا به داخل بافت نفوذ نمی‌کنند و سختی بسیار بالای ساختار الماس، شکستن آن را تقریبا غیرممکن می‌کند.
با این حال باید خاطرنشان کرد که ما در اینجا در مورد مقادیر اندکی از انرژی صحبت می‌کنیم و سایر شرکت‌هایی که قول انرژی‌رسانی به دستگاه‌های مصرفی و خودرو‌های برقی را با باتری‌های الماس هسته‌ای می‌دهند، هنوز نشان نداده‌اند که چگونه این کار را بدون افزایش سایز باتری‌ها و سنگین‌تر کردن آن‌ها انجام می‌دهند.
به تازگی شرکت "آرکنلایت" با شرکت فرانسوی "آکسوروس" به همکاری پرداخته است تا امکان استفاده از میکروباتری‌های بتاولتائیک برای تامین انرژی نورون‌های مصنوعی که در حال توسعه آن‌ها است را بررسی کند.
این نورون‌های مصنوعی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در سیستم عصبی بیمار قرار بگیرند و عملکرد‌های مختلفی از جمله برقراری ارتباط با نورون‌های بیولوژیکی دیگر و دریافت و ارسال سیگنال در صورت لزوم را به انجام برسانند. در وبسایت این شرکت آمده: این یک مدار CMOS است که تا ۱۰۰۰ برابر کارآمدتر و تا ۱۰ برابر کوچک‌تر از یک نورون بیولوژیکی است. حساسیت بسیار بالا، آن را تبدیل به گزینه‌ای ایده‌آل برای ایمپلنت‌های پزشکی می‌کند.
راه‌های مختلفی وجود دارد که "آکسوروس" امیدوار است بتواند با آن‌ها از این نوع دستگاه‌ها استفاده کند. این شرکت در حال حاضر در حال توسعه یک شبکیه مصنوعی است که می‌تواند نور را دریافت کند و سیگنال‌های الکتریکی را از طریق عصب بینایی به مغز ارسال کند. این شبکیه برای بیمارانی که دچار بیماری تباهی لکه زرد مرتبط با افزایش سن هستند، طراحی شده است و هدف از ساخت آن بازگرداندن بخش مرکزی بینایی افراد البته در ابتدا فقط به صورت سیاه و سفید است.
این شبکیه‌های مصنوعی انرژی خود را از نور محیط به دست می‌آورند، اما شرکت "آکسوروس" به دنبال راه حلی برای تامین انرژی آن‌ها در شب است. این شرکت طیف وسیعی از کاربرد‌های دیگر را برای نورون‌های مصنوعی خود در مغز، سیستم غدد درون ریز، روده و مجاری ادراری در نظر دارد.
یک باتری بتاولتائیک کوچک و ایمن که برای چندین دهه دوام می‌آورد می‌تواند برای این دستگاه‌ها عالی باشد، بنابراین این دو شرکت با یکدیگر به همکاری پرداخته‌اند.
در تصویر زیر، نقطه روشن در بالای تصویر خود نورون است و جعبه سیاه درشت در پایین باتری بتا را در خود جای داده است. اگرچه کمی بزرگ به نظر می‌رسد، اما "آرکنلایت" قصد دارد اندازه آن را به یک مکعب چهار در چهار میلی‌متری برساند که ضخامتی کمتر از ۵۰ میکرون دارد. "مورگان بوردمن" (Morgan Boardman)، مدیر عامل "آرکنلایت"، می‌گوید: ما هنوز چندین سال تا تولید یک محصول تجاری فاصله داریم.
با این حال، این شرکت امیدوار است که بتواند تا سال ۲۰۲۴ آن را تجاری سازی کند، و اگر بتواند نشان دهد که این باتری‌ها در بدن انسان ایمن هستند و میزان مفیدی از انرژی را با اندازه‌ای کوچک ارائه می‌دهند، ممکن است طیف وسیعی از کاربرد‌ها برای باتری‌ها پیدا شود.
منبع: نیواطلس
