Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ sáu, 25/02/2005 00:38 (GMT+7)

Pin siêu nhỏ: chìa khóa của các ứng dụng sinh y học cấy ghép có tính cách mạng

Cấu phần chính của hệ thống cấy ghép là một pin siêu nhỏ, kích thước chỉ bằng 1/100 của pin AA tiêu chuẩn, tuy nhiên có công suất ngang bằng. Một thành công đáng kể của các nhà thiết kế pin này làkéo dài được tuổi thọ của pin, là một yêu cầu thiết yếu trong các ứng dụng sinh y học và cũng có thể cho các ứng dụng không thuộc ngành y tế xuất hiện trong những năm tới.

Trong xuất bản phẩm Frontier 2004 của Argonne, Hisashi Tsukamoto, Giám đốc Điều hành Hãng Quallion cho biết, pin do Hãng Quallion thiết kế và chế tạo là loại pin xạc, hình trụ, nhỏ nhất từ trước đếnnay. Pin cung cấp nguồn điện lâu dài, tạo thuận lợi khắc phục một trong các trở ngại cơ bản của các thiết bị vi điện tử dùng trong y học. Các loại pin dùng cho mục đích này trước đây to hơn, tuổi thọngắn hơn và không xạc được. Hậu quả là chỉ có ít thiết bị cấy ghép, như máy tạo nhịp tim mới được phát triển để sử dụng cho bệnh nhân.

Đột phá chủ chốt ở loại pin mới này là bản chất hóa học ion liti của pin dẫn đến tuổi thọ cao hơn nhiều so với pin liti sẵn có hiện nay. Đột phá này là kết quả tận dụng ưu thế kinh nghiệm của Argonnetrong lĩnh vực phát triển hóa học pin tiên tiến dẫn đến tuổi thọ cao, như là một bộ phận của Văn phòng Công nghệ về Xe và FreedomCAR của Bộ Năng lượng Mỹ, nhằm phát triển pin tiên tiến dùng cho xeđiện lai. Pin mới được chế tạo là một phần trong nghiên cứu chung với nhóm nghiên cứu về silicon hữu cơ của Giáo sư Robert West thuộc trường Đại học Wisconsin.

Các chất điện phân polyme

Các nhà nghiên cứu trên đã cộng tác với Hãng Quallion phát triển một loại chất điện phân polyme "được chế tạo từ các mạch silicon-oxy, có độ dẫn điện tốt và rất an toàn". Tiến sĩ Khalil Amine củaArgonne, là nhà đồng phát minh loại pin mới, cho biết, vật liệu này có độ dẫn điện cao nhất từ trước đến nay trong tất cả các chất điện phân polyme và không dễ bị cháy. Đây là chuyên ngành hóa họcpin hàng đầu, cho phép chế tạo pin rất nhỏ, tuổi thọ cao, phù hợp với các thiết bị y tế.

Tiến sĩ Amine và các nhóm nghiên cứu khác đang tiếp tục nghiên cứu nâng cao công năng của pin hiện nay để đạt tới loại pin nhỏ thế hệ mới sử dụng chất điện phân polyme. Mục tiêu là đạt tuổi thọ caođến 10 năm hoặc lâu hơn nữa. Tài trợ cho chương trình nghiên cứu gồm có kinh phí của Viện Công nghệ và Tiêu chuẩn Quốc gia.

Các nơron phỏng sinh học

Hợp tác với Hãng Advanced Bionics Corp., các nhà phát triển pin đã hỗ trợ chế tạo thiết bị gọi là "Nơron phỏng sinh học" hoặc Bion (Bionic Neurons), hiện đang ở giai đoạn thử nghiệm tính khả thi.Bion được cấu tạo từ ba cấu phần tích hợp:

+ Pin, hoạt động ở nhiệt độ cơ thể bình thường;

+ Bộ vi kích thích tiên tiến do Hãng Advanced Bionics chế tạo;

+ Hệ thống điều khiển, dùng để quản lý tái lập trình và xạc pin từ xa.

Toàn bộ hệ thống bion cấy ghép có kích thước bằng 1/35 của pin AA tiêu chuẩn và có thể cấy ghép bằng phương pháp can thiệp tối thiểu. Các thiết bị dùng để chữa trị các chứng suy yếu cơ, như mất chủđộng tiểu tiện, có nhu cầu sử dụng pin lớn.

Khi sử dụng, các bion được cấy ghép gần dây thần kinh, ở đó chúng phát ra vi xung diện, kích thích các cơ và dây thần kinh liền kề. Cường độ và tần suất xung kích thích có thể được lập trình từ ngoàicơ thể và pin rất nhỏ có thể xạc không dây bằng cách dùng điện trường. Nhóm nghiên cứu cho biết, các thử nghiệm tính khả thi chữa trị chứng mất chủ động tiểu tiện trên bệnh nhân cho đến nay tỏ ra cókết quả hứa hẹn.

Theo Argonne, chuyên ngành hóa học pin của Hãng đã "có sẵn để cấp lixăng trong một số lĩnh vực sử dụng chọn lọc".

Nguồn: Technology Forecasts, 7/2004

Xem Thêm

An Giang: 8 giải pháp thực hiện đột phá phát triển khoa học công nghệ
Đến nay, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh (Liên hiệp hội tỉnh) đã tập hợp được 40 hội, tổ chức thành viên với 9.554 hội viên cá nhân, trong đó có hơn 3.451 hội viên trí thức. An Giang xác định và đề ra mục tiêu về đột phá phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số (KHCN, ĐMST, CĐS) đến năm 2030.
Thanh Hoá: Hội thảo KH về giải quyết tình trạng thiếu lao động ở nông thôn, lao động trực tiếp tham gia SX nông nghiệp
Sáng ngày 27/5/2025, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh (Liên hiệp hội) phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ, Viện Nông nghiêp tổ chức Hội thảo khoa học với chủ đề “Giải pháp giải quyết tình trạng thiếu lao động sản xuất ở khu vực nông thôn, lao động có kỹ thuật, tay nghề cao trực tiếp tham gia sản xuất nông nghiệp, nhất là nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao, nông nghiệp hữu cơ”.
Bình Thuận: Đẩy mạnh ứng dụng khoa học, công nghệ vào sản xuất
Sáng ngày 27/5, tại thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh tổ chức hội thảo khoa học với chủ đề “Giải pháp đột phá trong ứng dụng tiến bộ khoa học, công nghệ vào thực tiễn quản lý và sản xuất trên địa bàn tỉnh Bình Thuận”.

Tin mới

Đại hội thi đua yêu nước Liên hiệp Hội Việt Nam lần thứ V
Đây là sự kiện chính trị quan trọng và có ý nghĩa sâu sắc trong công tác của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam), là ngày hội tôn vinh điển hình tiên tiến các tập thể, cá nhân nhà khoa học trong hệ thống Liên hiệp Hội Việt Nam đã nỗ lực phấn đấu, đóng góp cho công tác hội và sự nghiệp KH&CN nước nhà.
THI ĐUA LÀ YÊU NƯỚC!
Năm 2025 không chỉ đánh dấu nhiều ngày lễ trọng đại của đất nước, mà còn là mốc son đưa Việt Nam bước vào một kỷ nguyên mới – kỷ nguyên vươn mình giàu mạnh, thịnh vượng của dân tộc.
Thảo luận, đề xuất các giải pháp phát triển hạ tầng xanh hướng tới xây dựng đô thị bền vững
Ngày 6/6, Liên hiệp Hội Việt Nam phối hợp với Tổng Hội Xây dựng Việt Nam tổ chức Hội thảo Phát triển hạ tầng xanh hướng tới xây dựng đô thị bền vững. Các chuyên gia, nhà khoa học tại hội thảo đã làm rõ vai trò và nhu cầu cấp thiết của phát triển hạ tầng xanh, đồng thời đề xuất nhiều giải pháp về chính sách và công nghệ.
An Giang: 8 giải pháp thực hiện đột phá phát triển khoa học công nghệ
Đến nay, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh (Liên hiệp hội tỉnh) đã tập hợp được 40 hội, tổ chức thành viên với 9.554 hội viên cá nhân, trong đó có hơn 3.451 hội viên trí thức. An Giang xác định và đề ra mục tiêu về đột phá phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số (KHCN, ĐMST, CĐS) đến năm 2030.
Đảng ủy LHHVN tổ chức Lễ trao huy hiệu Đảng và Hội nghị chuyên đề "Nước Việt Nam là một, dân tộc Việt Nam là một"
Ngày 3/6, tại Hà Nội, Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) đã tổ chức Lễ trao tặng huy hiệu Đảng đợt 19/5/2025 và Hội nghị chuyên đề Bài viết của Tổng Bí thư Tô Lâm "Nước Việt Nam là một, dân tộc Việt Nam là một".