可吞下的传感器，从胃酸中获取能量

美国科学家近日公布了一种能够从体内传输信息、以胃酸为动力的微型传感器。

该装置在猪身上进行了为期一周的测试。它每隔12秒将动物的体温无线传输到外部接收器。这项研究的背后是麻省理工学院和哈佛大学的团队，这项研究于本周发表在《科学》杂志上自然生物医学工程他说，这代表着朝着更安全、更便宜的可摄入传感器迈出了一步，这种传感器甚至可以用于在体内分配药物。

可吞咽的传感器或“可消化的电子产品”可以告诉我们体内发生的事情，包括压力、酸度和呼吸。他们甚至可以拍摄内部解剖的视频。目前的设计可以装入1厘米× 3厘米大小的胶囊中，但研究人员希望将其缩小到普通药丸的大小。然而,长期使用电子设备进行传感带来了问题，因为依靠传统电池的设备如果在体内破裂，可能会带来安全风险。

现在，所谓的“生物兼容”电池正在开辟一个新的前沿，这种电池可以从胃酸中产生的电流中获取能量，这种电流位于设备上的两个电触点之间，类似于学校科学实验室中通常进行的“柠檬电池”或“土豆电池”实验。

传感器上的一个金属触点失去了带正电的锌原子到酸中，在锌中留下电子。另一个触点是铜制的，吸收酸中带正电的氢原子。两种金属之间的电荷差驱动电子通过装置，产生几纳瓦的功率。

虽然这相当于目前比运行灯泡所需的电池小数十亿倍，但它可以用来提供低功耗传感器设备，比如由研究的主要作者菲利普·纳多(Phillip Nadeau)在麻省理工学院(MIT)领导的团队正在寻找使用普通电池的替代品。

一种方法是收集肠道电池产生的少量能量。当储存足够的能量时，设备可以暂时打开，制造和传输一些信息，然后在充电时返回待机模式。

然而，当传感器进入小肠时，环境变得不那么酸，对能量收集也不那么有用，只能产生胃中能量的1/100。

该研究的资深作者乔瓦尼·特拉弗索(Giovanni Traverso)解释说:“但那里仍然有能量，你可以在更长的时间内收集能量，并利用它来传输不那么频繁的信息包。”

然而，在你期望自己的胃成为这些微型机器的迷你发电厂之前，还有一些障碍需要清除，包括安全考虑。虽然电池使用的金属锌通常会从我们的食物中被人体吸收，但还需要做进一步的研究，以确保接触的水平不会太高。医生们需要确信，这种装置长时间放在胃里不会引起刺激或伤害。

此外，这些设备向窃听黑客发送你的身体信息也存在潜在的安全风险，胰岛素泵和起搏器也存在类似的漏洞。

“我们在工作中没有研究这个问题，但如果我们最终创造出一种医疗设备，这是一个非常关键的问题。好消息是，在这个领域有一个广泛的安全研究领域正在被采用，”纳多说。