什么是可食用超级电容器？

可食用超级电容器是一种新型的电气元件，可以储存能量。与由铝或石墨烯等材料制成的传统超级电容器不同，可食用超级电容器由奶酪、鸡蛋、明胶和佳得乐等食品成分制成。

可食用超级电容器是如何制成的？

为了制作可食用超级电容器，研究人员将蛋清与碳颗粒混合，然后加入水和更多的蛋清。他们将混合物涂在食用金箔上。然后，他们将一片奶酪和一片明胶与涂有蛋和碳的金箔分层叠加在一起。在上面，他们添加了一块干燥的海藻，该海藻已被能量饮料滴剂浸泡过。他们堆叠更多相同的材料在一起，并用封口机密封它们。

可食用超级电容器的应用

可食用超级电容器在医学领域具有广泛的潜在应用。例如，它们可用于为微型摄像头供电，可以吞服这些摄像头以对消化道进行检查测试。它们还可用于将某些营养素或药物输送到肠道的特定区域。

可食用超级电容器的优点

可食用超级电容器相较于传统的可植入电子设备有几个优点。首先，它们完全无毒。其次，无需从消化道排出，这对难以吞咽药丸的患者来说是一个优势。第三，它们可以制成非常小，这使得它们更容易吞咽。

挑战和未来方向

可食用超级电容器开发面临的挑战之一是其大小。截至目前，该设备的大小约为番茄酱包的大小。研究人员正在努力开发更小的设备，可以更轻松地吞咽。

另一个挑战是需要开发能够长时间工作的可食用超级电容器。当前的设备只能工作几个小时，但研究人员正在努力开发可以工作数天甚至数周的设备。

尽管存在这些挑战，但可食用超级电容器有可能彻底改变可植入电子设备的领域。它们提供许多传统设备所没有的优势，并且研究人员正在取得进展，以克服其开发所面临的挑战。

附加信息

• 有关可食用超级电容器的研究发表在《先进材料技术》杂志上。
• 该研究小组由亚利桑那州立大学的韩青江教授领导。
• 可食用超级电容器已被证明对杀死大肠杆菌有效。
• 可食用超级电容器可用于将药物输送到肠道的特定区域。
• 可食用超级电容器仍在开发中，但它们有可能彻底改变可植入电子设备的领域。

设备概述

研究人员已经研制出一款突破性的设备，可以在五分钟内快速检测空气中的 SARS-CoV-2，即导致 COVID-19 的病毒。这种概念验证检测器有可能彻底改变我们在公共场所监测和管理空气传播病毒的方式。

该设备被称为湿法旋风气溶胶采样器，采用独特的设计，灵感来自之前用于检测阿尔茨海默病患者脑中蛋白质的设备。它以每分钟 1,000 升的速度吸入空气，像旋风一样旋转，将病毒颗粒困在液体溶液中。

检测机制

五分钟后，使用由连接到纳米抗体的电极制成的生物传感器（纳米抗体是从羊驼中提取的免疫系统蛋白）来分析溶液。这些纳米抗体对冠状病毒的刺突蛋白有显着的亲和力，使它们能够检测到病毒的存在。

然后通过传感器通电，导致刺突蛋白失去电子。当第二个传感器检测到这种变化时，该设备确认存在 SARS-CoV-2。

准确性和应用

在发表于《自然通讯》杂志的一项研究中，研究人员证明该设备在检测空气中的任何冠状病毒变体时准确率为 77% 至 83%。它还能够在短短五分钟内成功检测到两名 COVID 阳性患者公寓中的病毒。

该设备可以在医疗保健和公共卫生领域得到广泛应用。它可用于在医院、购物中心、机场和其他公共场所扫描病毒，帮助识别高风险区域并为感染控制措施提供信息。

成本和未来展望

目前在实验室制造该设备的成本估计在 1,400 至 1,900 美元之间。然而，研究人员认为，随着进一步开发，微波大小的检测器可以设计成扫描其他空气传播病毒。

该团队目前正在探索使用相同的技术检测流感、RSV 和其他病原体的可能性。他们相信，该设备有可能彻底改变我们监测和管理空气传播病毒的方式，从而改善公共卫生成果。

其他特性和优势：

• 该设备设计为便携式且易于使用，可在各种环境中快速部署。
• 它提供实时检测，消除了耗时的 PCR 检测的需要。
• 基于纳米抗体的传感器高度灵敏且特异，可以准确识别病毒。
• 类似旋风的颗粒轨迹确保了从空气中有效捕获病毒颗粒。
• 该设备的低成本使其可以在公共场所广泛实施。