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Obtenir de l'électricité à partir du sucre dans le sang

06.04.2023

Une équipe de chercheurs de l'ETH Zurich a créé un appareil qui convertit l'excès de glucose dans le sang humain en électricité. Il peut être utilisé pour alimenter des stimulateurs cardiaques et plus encore.

Un groupe de chercheurs dirigé par Martin Fussenegger du Département des sciences et de l'ingénierie des biosystèmes de l'ETH Zurich à Bâle a concrétisé une idée apparemment futuriste. Ils ont développé une pile à combustible implantée qui utilise l'excès de sucre dans le sang (glucose) des tissus pour générer de l'énergie électrique. Les chercheurs ont combiné la pile à combustible avec des foyers bêta artificiels développés par leur groupe il y a plusieurs années. Ils produisent de l'insuline sur simple pression d'un bouton et abaissent efficacement la glycémie en agissant comme leur homologue naturel dans le pancréas.

Beaucoup de gens, en particulier dans les pays occidentaux industrialisés, consomment plus de glucides qu'ils n'en ont besoin dans leur vie quotidienne", explique Fussenegger. Cela conduit à l'obésité, au diabète et aux maladies cardiovasculaires. Les scientifiques ont décidé d'utiliser cette énergie métabolique excessive pour produire de l'électricité pour l'alimentation biomédicale. dispositifs.

La pile à combustible est basée sur une anode de nanoparticules à base de cuivre que l'équipe de Fussenegger a créée spécifiquement pour cet appareil. Il se compose de nanoparticules métalliques et décompose le glucose en acide gluconique et en un proton pour générer de l'électricité qui alimente un circuit électrique.

Enveloppée de non-tissé et recouverte d'alginate, la pile à combustible ressemble à un petit sachet de thé qui peut être implanté sous la peau. L'alginate absorbe les fluides corporels et permet au glucose de passer du tissu à la pile à combustible à l'intérieur.

L'énergie électrique fournie par l'élément est suffisante non seulement pour le fonctionnement du dispositif lui-même, mais également pour que le système implanté puisse interagir avec des dispositifs à l'intérieur et à l'extérieur du corps. Par exemple, il peut être connecté à un smartphone via une application spéciale qui permet de communiquer avec un médecin.

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Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :

L'énergie de l'espace pour Starship 08.05.2024

La production d’énergie solaire dans l’espace devient de plus en plus réalisable avec l’avènement de nouvelles technologies et le développement de programmes spatiaux. Le patron de la startup Virtus Solis a partagé sa vision d'utiliser le Starship de SpaceX pour créer des centrales électriques orbitales capables d'alimenter la Terre. La startup Virtus Solis a dévoilé un projet ambitieux visant à créer des centrales électriques orbitales utilisant le Starship de SpaceX. Cette idée pourrait changer considérablement le domaine de la production d’énergie solaire, la rendant plus accessible et moins chère. L'essentiel du plan de la startup est de réduire le coût du lancement de satellites dans l'espace à l'aide de Starship. Cette avancée technologique devrait rendre la production d’énergie solaire dans l’espace plus compétitive par rapport aux sources d’énergie traditionnelles. Virtual Solis prévoit de construire de grands panneaux photovoltaïques en orbite, en utilisant Starship pour livrer l'équipement nécessaire. Cependant, l'un des principaux défis ...>>

Nouvelle méthode pour créer des batteries puissantes 08.05.2024

Avec le développement de la technologie et l’utilisation croissante de l’électronique, la question de la création de sources d’énergie efficaces et sûres devient de plus en plus urgente. Des chercheurs de l'Université du Queensland ont dévoilé une nouvelle approche pour créer des batteries à base de zinc de haute puissance qui pourraient changer le paysage de l'industrie énergétique. L’un des principaux problèmes des piles rechargeables traditionnelles à base d’eau était leur faible tension, qui limitait leur utilisation dans les appareils modernes. Mais grâce à une nouvelle méthode développée par des scientifiques, cet inconvénient a été surmonté avec succès. Dans le cadre de leurs recherches, les scientifiques se sont tournés vers un composé organique spécial : le catéchol. Il s’est avéré être un composant important capable d’améliorer la stabilité de la batterie et d’augmenter son efficacité. Cette approche a conduit à une augmentation significative de la tension des batteries zinc-ion, les rendant ainsi plus compétitives. Selon les scientifiques, ces batteries présentent plusieurs avantages. Ils ont b ...>>

Teneur en alcool de la bière chaude 07.05.2024

La bière, en tant que l'une des boissons alcoolisées les plus courantes, a son propre goût unique, qui peut changer en fonction de la température de consommation. Une nouvelle étude menée par une équipe internationale de scientifiques a révélé que la température de la bière a un impact significatif sur la perception du goût alcoolisé. L'étude, dirigée par le spécialiste des matériaux Lei Jiang, a révélé qu'à différentes températures, les molécules d'éthanol et d'eau forment différents types d'amas, ce qui affecte la perception du goût de l'alcool. À basse température, des amas plus pyramidaux se forment, ce qui réduit le piquant du goût « éthanol » et rend la boisson moins alcoolisée. Au contraire, à mesure que la température augmente, les grappes ressemblent davantage à des chaînes, ce qui donne lieu à un goût alcoolique plus prononcé. Cela explique pourquoi le goût de certaines boissons alcoolisées, comme le baijiu, peut changer en fonction de la température. Les données obtenues ouvrent de nouvelles perspectives pour les fabricants de boissons, ...>>

Facteur de risque majeur de dépendance au jeu 07.05.2024

Les jeux informatiques deviennent une forme de divertissement de plus en plus populaire parmi les adolescents, mais le risque de dépendance aux jeux vidéo reste un problème important. Des scientifiques américains ont mené une étude pour déterminer les principaux facteurs contribuant à cette dépendance et proposer des recommandations pour sa prévention. Pendant six ans, 385 adolescents ont été suivis pour découvrir quels facteurs pouvaient les prédisposer à la dépendance au jeu. Les résultats ont montré que 90 % des participants à l’étude ne couraient aucun risque de dépendance, tandis que 10 % d’entre eux devenaient dépendants du jeu. Il s'est avéré que le facteur clé de l'apparition de la dépendance au jeu est un faible niveau de comportement prosocial. Les adolescents ayant un faible niveau de comportement prosocial ne manifestent pas d'intérêt pour l'aide et le soutien des autres, ce qui peut conduire à une perte de contact avec le monde réel et à une dépendance accrue à l'égard de la réalité virtuelle offerte par les jeux informatiques. Sur la base de ces résultats, les scientifiques ...>>

Le bruit de la circulation retarde la croissance des poussins 06.05.2024

Les sons qui nous entourent dans les villes modernes sont de plus en plus perçants. Cependant, peu de gens réfléchissent à l'impact de ce bruit sur le monde animal, en particulier sur des créatures aussi délicates que les poussins qui ne sont pas encore sortis de leurs œufs. Des recherches récentes mettent en lumière cette question, indiquant de graves conséquences sur leur développement et leur survie. Les scientifiques ont découvert que l’exposition des poussins à dos diamant zèbre au bruit de la circulation peut gravement perturber leur développement. Des expériences ont montré que la pollution sonore peut retarder considérablement leur éclosion et que les poussins qui émergent sont confrontés à un certain nombre de problèmes de santé. Les chercheurs ont également constaté que les effets négatifs de la pollution sonore s’étendent aux oiseaux adultes. Des chances réduites de reproduction et une fertilité réduite indiquent les effets à long terme du bruit de la circulation sur la faune. Les résultats de l'étude soulignent la nécessité ...>>

Nouvelles aléatoires de l'Archive

Les neurones évaluent le bénéfice d'une habitude 03.09.2015

Une habitude est une forme de comportement profondément enracinée qui fonctionne indépendamment de notre conscience : sans hésitation, nous nous dirigeons vers la cuisine le matin et entrons automatiquement dans les transports ou montons dans la voiture. On pense que les actions habituelles aident à décharger le cerveau de la routine, lui permettant de faire quelque chose de plus important - plus précisément, pas le cerveau entier, mais le cortex préfrontal, notre principal centre analytique responsable des fonctions cognitives supérieures. L'habitude elle-même entre dans des structures sous-corticales appelées ganglions de la base. (Notez que nous parlons maintenant de rituels comportementaux anodins, et non d'addictions à l'alcool, à la nicotine, etc.)

Le groupe d'Ann Graybiel au Massachusetts Institute of Technology étudie les mécanismes neuronaux de l'habitude depuis des années. Il y a quelque temps, ils ont pu montrer que le schéma des actions routinières est stocké non seulement dans les régions sous-corticales, mais également dans le cortex préfrontal, et c'est précisément grâce au cortex que les rituels comportementaux peuvent être restaurés, même lorsqu'il semble qu'ils ont déjà été complètement oubliés. Quant à leur apparence, il a été possible de découvrir ici que les automatismes du comportement naissent dans le soi-disant striatum, ou striatum, qui appartient précisément aux noyaux gris centraux sous-corticaux. De plus, cela s'accompagne de changements dans les rythmes électriques : les ondes gamma qui se produisent lors du développement de nouvelles informations sont remplacées par des ondes bêta lorsque le matériau est consolidé.

Des expériences sur des singes ont montré qu'environ 1 600 neurones striataux sont activement impliqués dans la formation des habitudes. Les animaux voyaient un motif de points sur l'écran, et s'il y avait un point spécial en surbrillance, ils recevaient une portion de jus savoureux. Lorsque l'œil est tombé sur le point même (qui a été programmé par hasard), sa couleur a changé - cela signifiait que la friandise allait bientôt apparaître. Au fil du temps, les yeux des animaux ont commencé à répéter l'itinéraire habituel - les singes, par habitude, ont exécuté l'action apprise dans l'espoir qu'un signe de friandise y réapparaisse.

En observant simultanément l'activité des cellules nerveuses, les chercheurs ont découvert que la formation d'un comportement routinier s'accompagne de signaux neuronaux caractéristiques, comme s'ils indiquaient le début et la fin du programme enregistré. Ils étaient particulièrement intéressés par le deuxième signal final. Au début, il est apparu à différentes périodes de temps, mais s'est ensuite concentré dans l'intervalle de 400 millisecondes qui séparait le regard sur le point de "récompense" de la récompense elle-même. Avec la consolidation progressive de l'habitude, c'est-à-dire à chaque action répétée, l'activité des cellules nerveuses dans la fenêtre temporelle est devenue de plus en plus forte.

Une telle corrélation suggérait que l'activité neuronale finale sert à renforcer l'action répétitive, qu'ici l'analyse finale de l'opportunité ou non d'assimiler un nouveau rituel comportemental a lieu. En effet, il s'est avéré que la conception du signal final dépendait de conditions telles que le temps passé sur les points de vue et la qualité de la récompense. Par exemple, moins il fallait de temps pour balayer l'écran avec le motif avec vos yeux, plus le signal final était clair et plus il était fort. De plus, certains neurones ne répondaient qu'au temps passé à rechercher le point recherché, d'autres uniquement à la récompense, et d'autres encore tenaient compte des deux paramètres.

En d'autres termes, chaque habitude a un prix, et il existe un système spécial dans le cerveau qui compare les avantages du renforcement d'un certain modèle de comportement et les coûts qu'un nouveau rituel nécessite. Et l'habitude sera formée dans le cas où les avantages en découlent plus que couvrir la dépense de temps et d'efforts. Bien sûr, la comparaison n'est pas toujours adéquate et, de toute évidence, de nombreux troubles neuropsychiatriques, caractérisés par un comportement obsessionnel, sont précisément associés à une évaluation incorrecte des avantages et des inconvénients d'une sorte d'actions automatiques.

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