Современная электроника №7/2024

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 8 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2024 В статье приводятся сведения об инновационных разработках безопасных биоразлагаемых элементов питания как предтечи создания съедобных электронных модулей и блоков для медицинской диагностики организма человека, повышения его живучести и приумножения энергетического потенциала. Черпая вдохновение в свойствах живых организмов, ферментов, использующих окислительно-восстановительные кофакторы для биогенераторов, автор представляет описание перезаряжаемой съедобной АКБ из доступных материалов в проекции создания и других природных источников возобновляемой энергии. Жосс Бомон Учёные утверждают, что, если по месту жительства отключат электри - чество, они смогут некоторое время освещать дом при помощи лимонов. Однако в каждом из подобных инфо - поводов, вовсе не предназначенных для того, чтобы их воспринимали буквально, есть рациональное зерно. Современная электроника была и есть развивающейся областью с перспекти - вами и успехами в разработке легкоус - вояемых (безопасных биоразлагаемых) устройств с пищевыми ингредиентами и добавками. Действительно безопас - ных, и на протяжении нашего обзора покажем это аргументированно. Прогресс медицинских технологий Научно-технический прогресс в здра - воохранении способствовал увели - чению средней продолжительности жизни человека. Велика в этом роль медицинской диагностики. Диагно - стические методы, например, исполь - зуемые для мониторинга желудочно- кишечного тракта, совершенствуются благодаря современной электронике. Проглатываемые электронные меди - цинские устройства помогают заме - нить неудобные для пациента инвазив - ные медицинские процедуры, такие как гастроскопия и колоноскопия, устрой - ствами размером с таблетку, содержа - щими видеокамеры и датчики хими - ческого состава среды, в том числе pH. Медицинские диагностические про - цессы все ещё связаны с обязательным наблюдением дипломированного спе - циалиста, что значительно увеличива - ет стоимость медицинских операций и снижает эффективность диагностиче - ских устройств. Обоснованное внима - ние к экологически чистым и безопас - но проглатываемым миниатюрным электронным устройствам привело к новым разработкам, реализация кото - рых не обязательно связана с постоян - ным наблюдением пациента медицин - ским специалистом. Съедобный датчик с функцией беспроводной передачи данных (передатчик) даёт развитию отрасли огромные перспективы. Разно - сторонние и неограниченные способы реализации креативной инженерной мысли довели социум уже до того, что обозначился термин «съедобные элек - тронные устройства» – СЭС. Действи - тельно, биоразлагаемые элементы уже много лет используются в медицине, помогают в диагностических процеду - рах, в мониторинге желудочно-кишеч - ного тракта, терапии, других медицин - ских исследованиях жизненно важных органов человека, в оперативном опре - делении качества продуктов питания. СЭС предполагает создание модулей и датчиков с не менее безопасными и съедобными источниками питания. Это действительно инновационная и быстроразвивающаяся область совре - менной электроники. Как элемент СЭС разработана переза - ряжаемая съедобная АКБ, изготовленная из материалов, съедаемых в повседнев - ной жизни. На основе знаний об окис - лительно-восстановительных свойствах живых организмов путёмиммобилиза - ции рибофлавина и кверцетина, типич - ных пищевых ингредиентов и пищевых добавок на активированном угле разра - ботана новая маломощная АКБ, способ - ная обеспечить электропитание неболь - ших электронных устройств. В качестве анода используется рибофлавин, а в качестве катода – кверцетин. Электро - ды помещены в пчелиный воск. Пер - вые варианты рассматриваемой АКБ вырабатывали разность потенциалов (напряжение) 0,65 В с силой постоянно - го тока 48 мкА; эти значения оставались относительно неизменными в течение 12 минут, затем изменялись в сторону уменьшения. Этот опыт даёт перспек - тиву новым исследованиям безопас - ных электронных приложений для каче - ственной и оперативной медицинской диагностики, лечения и неизведанных ранее способов контроля качества про - дуктов питания. Из истории Основа любого гальванического источ - ника тока неизменно связана с опытом и устройством, созданным Алессандро Вольта. Но предпосылки к изобретению первого химического источника элек - трического тока возникли почти слу - чайно. В конце XVII века итальянский учёный Луиджи Гальвани занимался исследованием реакций животных на внешние воздействия разного свойства. Присоединял полоски из разных метал - лов в разных местах лягушачьей лапки и наблюдал эффект. Опыты Гальвани ста - ли основой исследований Алессандро Вольта. Внутри сухого элемента пита - ния имеются 3 основные и важные для понимания принципа действия части. Отрицательный электрод (–), положи - тельный электрод (+) и находящий - ся между ними электролит, представ - ляющий смесь химических веществ в той или иной форме. Постоянный ток в электрической цепи возникает по известному физическому закону: хими - ческие реакции заставляют электроны двигаться от отрицательного электрода через замкнутый контур – только при его наличии возникает электрическая цепь – к положительному электроду. По мере того как химические ингредиен - ты расходуются, ток уменьшается. Это общий принцип работы, который при