美國俄勒岡主教中學的學生Vineet Edupuganti憑借其發明的生物可降解電池在“西門子數學、科學與技術競賽”中贏得了10萬美元的個人一等獎,該項發明據說將會給醫療診斷和身體內部監測帶來革命性的改變。
Edupuganti由波特蘭州立大學物理學教授Raj Solanki(微電子器件制造專家)提供建議和指導。
Edupuganti自己將這項發明稱為“高性能生物可降解電池,用于制造瞬態電子器件(Transient Electronics)”,獲得了競賽評委們的一致贊賞。克拉克森大學電氣與計算機工程學院院長克勞斯(David Crouse)表示,他的工作“在生物可降解和抗排斥領域帶來了真正意義的變革,而不是對現有技術的小修小改。”
可以預見的是,該項發明可以簡化醫生診斷內部器官的方法,如胃腸道疾病,目前需要復雜的成像或侵入性操作。生物可降解電池為可攝入人體的醫療設備供電,然后在設備達到其目的后自行溶解。 這意味著即使生病的人也可以吞下它而不會危害他們的健康。
可攝入人體的器件越來越具有重要的作用,但這種器件降解后的材料元素干擾了醫療診斷,對這個缺陷,目前的技術還不可靠,表現不佳。
“Vineet的工作非常出色,他對解決生物可降解電池問題的全面方法是:他不僅提出了這個想法,他還選擇了正確的材料,然后設計了一個實用的、價格可接受的樣品,”Crouse說。 “通過這個項目,他展示了從創新到工程的所有技能,這給評委們留下了深刻的印象。”
“生物可降解電子產品絕對是一個新興領域,目前很多機構正在進行一些令人難以置信的研究,”他說。 “我選擇了在生物可降解電池中使用鎂合金AZ31,它顯著提高了性能。我還開發了一種用于設備測試的計算機仿真模型,它可以在不需要大量實驗測試的情況下測量設備的行為。
這位講西班牙語的少年還是一名鋼琴演奏師,他打算將這項發明投入實際研發并能最終上市。他對新興的生物可降解電子領域非常著迷,他認為其潛力會影響各行業的變化,Edupuganti在2015年和2016年獲得英特爾國際科學與工程博覽會第三名大獎。他還會演奏鋼琴、吉他,網球也打得挺好。他是一名波特蘭開拓者隊的超級球迷,并計劃利用他的獎金研究材料科學或電氣工程。目前,他還在沒有確定上哪所大學,仍在選擇和考察中。
他說,俄勒岡主教學校有很強的的科學研究力量,他從6年級起就參加學校的科研工作。加上老師和父母的鼓勵,對他的成功有很大的幫助。學校”給我必要的工具,深入探索和進行研究,同時也教會我如何更好地以各種方式表述我的工作。“他說。
Transient Electronics 瞬態電子器件是指當電子功能器件在完成指定功能后,其物理形態和功能可以在外界刺激的觸發下立即發生部分消失或者完全消失的一種新興電子器件。國內外已有很多科學家研究了多種功能的瞬態電子設備,大部分是在外界光照、熱輻射或者溶劑浸泡的刺激下引發自毀消失。
然而不如意的是,這些瞬態電子設備極大程度上依賴于”非瞬態“的外加功率源實現功能,這極大的阻礙和降低了瞬態設備的自毀速度。自毀性瞬態電池,不僅能穩定的輸出電壓實現功能,還能和器件一同自毀消溶,為瞬態電子設備提供了”配得上“的瞬態能量源。
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