Los diamantes y el oro pueden hacer que algunos corazones se agiten en el Día de San Valentín, pero en un laboratorio de la Universidad de Buffalo, Las nanopartículas de plata están diseñadas para hacer exactamente lo contrario.

Las nanopartículas son parte de una nueva familia de materiales que se está creando en el laboratorio de la profesora distinguida de SUNY y profesora de Greatbatch de fuentes de energía avanzadas Esther Takeuchi, Doctor, que desarrolló la batería de óxido de litio / plata vanadio. La batería fue un factor importante en la puesta en producción de los desfibriladores cardíacos implantables (DAI) a fines de la década de 1980. Los ICD golpean al corazón para que vuelva a un ritmo normal cuando entra en fibrilación.

Veinte años después, con más de 300, 000 de estas unidades implantadas cada año, la mayoría de ellos funcionan con el sistema de batería desarrollado y mejorado por Takeuchi y su equipo. Por ese trabajo ha obtenido más de 140 patentes, se cree que es más que cualquier otra mujer en los Estados Unidos. El otoño pasado, fue una de las cuatro ganadoras honradas en una ceremonia en la Casa Blanca con la Medalla Nacional de Tecnología e Innovación.

Baterías ICD, en general, ahora duran de cinco a siete años. Pero ella, su esposo y co-investigador, Kenneth Takeuchi, profesor de química distinguido de SUNY, Doctor, y Amy Marschilok, Doctor, Catedrático adjunto de investigación de Química de la UB, están explorando sistemas de baterías aún mejores, afinando materiales bimetálicos a nivel atómico.

Su investigación que investiga la viabilidad del uso de ICD está financiada por los Institutos Nacionales de Salud, mientras su investigación de nuevos, Los sistemas bimetálicos están financiados por el Departamento de Energía de EE. UU.

Hasta aquí, sus resultados muestran que pueden fabricar sus materiales 15, 000 veces más conductivo tras el uso inicial de la batería debido a in situ (es decir, en el material original) generación de nanopartículas de plata metálica. Su nuevo enfoque para el diseño de materiales permitirá el desarrollo de mayor potencia, Baterías de mayor duración de lo que era posible anteriormente.

Estas y otras mejoras están aumentando el interés en los materiales de la batería y los dispositivos revolucionarios que pueden hacer posibles.

"Es posible que nos encaminemos hacia un momento en el que podamos fabricar baterías tan pequeñas que ellas, y los dispositivos que alimentan, simplemente puedan inyectarse en el cuerpo, "Dice Takeuchi.
Ahora, su equipo está explorando cómo mejorar la estabilidad de los nuevos materiales que están diseñando para los DAI. Los materiales se probarán durante semanas y meses en hornos de laboratorio que imitan la temperatura corporal de 37 grados centígrados.

"Lo realmente emocionante de este concepto es que estamos ajustando el material a nivel atómico, "dice Takeuchi." De modo que el cambio en su conductividad y rendimiento es inherente al material. No agregamos suplementos para lograr eso, lo hicimos cambiando el material activo directamente ".

Explica que las baterías nuevas y mejoradas para aplicaciones biomédicas podrían, de forma práctica, revolucionar los tratamientos para algunas de las enfermedades más persistentes al crear dispositivos factibles que se implantarían en el cerebro para tratar accidentes cerebrovasculares y enfermedades mentales, en la columna vertebral para tratar el dolor crónico o en el sistema nervioso vago para tratar las migrañas, Enfermedad de Alzheimer ansiedad, incluso la obesidad.

Y aunque las baterías son una tecnología histórica, están lejos de ser maduros, Takeuchi notas. Esta primavera, está impartiendo el curso de almacenamiento de energía en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UB y la clase está llena. "Nunca había visto un interés tan alto en las baterías como ahora, " ella dice.