MIT团队研发“大米纸”电池：可吞咽医疗设备的无毒动力源
麻省理工学院（MIT）的研究人员开发出一种新型电池，其外观和特性类似于可食用的米纸。这种电池专为可吞咽的电子医疗设备设计，能够在完成使命后被人体安全消化并吸收分解成分。目前，该技术已在猪身上完成测试，未来有望为监测人类健康或植入式电脉冲治疗设备提供个性化电力支持。
相关研究成果已发表在《自然·化学工程》（Nature Chemical Engineering）杂志上。研究团队利用两种设备对该电池进行了验证，其中包括带有无线电频率识别（RFID）标签的装置。
材料创新：从有毒金属到生物相容性电极
该研究主要作者、麻省理工学院机械工程师乔瓦尼·特拉维索（Giovanni Traverso）指出，传统可吞咽医疗器械若发生电池泄漏，可能导致严重的化学烧伤，或通过消化系统释放有毒物质。因此，团队的核心目标是使用完全无毒且可被人体吸收的材料制造电池。
“我们在材料选择上受到了极大限制，”Traverso表示。常规电池依赖电极储存化学能，并通过电解质在电极间传输电荷。然而，塑料离子电池和锂电池通常含有有毒金属，且有机电解质容易在体内积聚。
为解决这一问题，Traverso团队选择了镁和三氧化二铁作为电极材料。这两种元素均为人体所需的微量营养素，且在电池中配合使用时表现出良好的性能。在电解质方面，研究人员摒弃了以往生物相容电池设计中性能较差的缓冲盐水，转而采用可生物降解的离子液体。
封装技术：灵感源自糖果包装
电池的封装也是关键挑战之一。研究人员需要一种既能支撑内部组件，又不会因电绝缘而降低整体性能的材料。此外，该材料需具备较大的表面积，并在设备不再需要时能被身体安全吸收。
“我们的部分灵感来自包裹糖果的可食用米纸，”Traverso解释道。电池采用了纤维素基涂层，该涂层会随时间推移逐渐溶解。为了减缓胃酸对电池的影响，整个装置还被浸泡在蜂蜡中。
体内测试：实现无线追踪与电刺激
研究小组首先在模拟胃液环境中测试了这些电池，结果显示它们在两周内开始分解。随后，研究人员将电池与其他完全可生物降解、无毒的电子产品封装在胶囊中，并对猪进行了活体测试。
测试表明，胶囊内的RFID追踪装置能够成功将信号传输至猪体外的读取器。此外，通过内镜将一种电刺激装置放入猪的胃部后，观察到饥饿激素格林水平上升。这种被称为“电药”的调节肠道与大脑连接的方法正在被探索，相比减肥手术和传统的消化道活动调节植入物，它可能具有更低的侵入性。
