Přírodní a umělý neuron. Kredit: Axorus.

Jaderné betavoltaické baterie vyrábějí elektrický proud díky částicím beta, tedy elektronům, které jsou vyzařované z radioaktivního materiálu. Takové baterie mohou vydržet nesmírně dlouho. Některé betavoltaické baterie dodávají elektřinu několik desetiletí, jiné celá tisíciletí. Závisí na to poločasu rozpadu použitých izotopů. Takové baterie samozřejmě nabízejí podivuhodné aplikace.

Morgan Jay Boardman.

Kredit: M. Boardman.

Britská společnost Arkenlight nedávno spojila síly s francouzským Axorusem a společně vytvořili prototyp umělého neuronu, který je napájený diamantovou betavoltaickou baterií, založenou na jaderném odpadu. Jejich cílem je přitom vývoj medicínských implantátů, které budou mít dost energie na desítky let bez výměny baterie či dobíjení z vnějšího zdroje energie.

Prototyp umělého neuronu s diamantovou baterií. Kredit: Arkenlight.

Diamantové betavoltaické baterie společnosti Arkenlight využívají nepatrná množství uhlíku-14 a tritia, pocházející z odpadu při provozu jaderných reaktorů. Jak přitom uvádí šéf Arkenlightu Morgan Jay Boardman, jejich baterie jsou natolik bezpečné, že je lze bez problémů používat v lidském těle. Radioaktivní izotopy jsou zabudované do struktury diamantů, které je velmi obtížné poškodit. I kdyby ale došlo například k prasknutí takového diamantu, riziko pro organismus zůstává velice nízké.

Axorus vyvíjí umělé neurony, které takové „věčné“ diamantové baterie od Arkenlightu využijí. Jsou navržené tak, aby byly vkládány do nervové soustavy pacienta, kde pak mohou vykonávat rozmanité funkce, podle choroby pacienta. Umělé neurony dovedou komunikovat se svými biologickými protějšky. Přijímají jejich signály, a rovněž takové signály vysílají. Podle Axorusu jde o obvod typu CMOS, přičemž tyto umělé neurony jsou až 1000krát efektivnější ve využívání energie a až 10krát menší než jejich biologické protějšky.

Umělé neurony s diamantovými betavoltaickými bateriemi by se mohly uplatnit v umělých sítnicích, v mozku, ve žlázách s vnitřní sekrecí nebo třeba v trávicí či vylučovací soustavě. Podle Boardmana jsou Arkenlight s Axorusem od prvních komerčních produktů vzdáleni pár let. Pokud se umělé neurony s diamantovými bateriemi osvědčí, mohly by nalézt široké uplatnění v medicíně i jiných odvětvích.

Video: Axorus Artificial Retina

Literatura

New Atlas 26. 5. 2022.