據(jù)New Atlas報道，Arkenlight公司和Axorus公司合作推出了第一個由核廢料制成的金剛石貝塔伏特電池驅(qū)動的人工神經(jīng)元原型。他們的目標是開發(fā)醫(yī)療級植入物，其能源可持續(xù)數(shù)十年而無需充電。

       New Atlas以前曾詳細介紹過Arkenlight的基于金剛石的貝塔伏特（betavoltaic）電池技術(shù)。簡而言之，這家公司是由布里斯托爾大學的研究人員成立的，他們開發(fā)了一種從核電站中提取放射性廢物的方法--具體而言，來自暴露于燃料棒輻射的反應堆部件的碳-14和氚--并將其轉(zhuǎn)化為金剛石，可以收集其發(fā)射的高能電子，或β粒子，并將其轉(zhuǎn)化為可用的電力。

       這些β-太陽能電池將在極長的時間內(nèi)發(fā)電--有些可以設(shè)計成持續(xù)數(shù)十年，有些則持續(xù)數(shù)千年，這取決于它們使用的特定同位素的半衰期。盡管它們是由放射性核廢料制成的，但Arkenlight說它們在人體附近甚至體內(nèi)使用是非常安全的，因為這種β射線不會深入組織，而且金剛石結(jié)構(gòu)的極端硬度使其幾乎不可能被打破。

      然而，重要的是要注意，在這里談?wù)摰氖俏⑿〉墓β剩渌兄Z用核廢料金剛石電池為消費設(shè)備和電動汽車供電的公司還沒有證明他們?nèi)绾巫龅讲皇褂帽仍O(shè)備本身更大更重的電池。
       最近，Arkenlight公司一直在與法國公司Axorus合作，探索使用貝塔伏特微型電池為Axorus正在開發(fā)的人工神經(jīng)元供電的可能性。
       這些人工神經(jīng)元被設(shè)計成可以插入病人的神經(jīng)系統(tǒng)，并執(zhí)行各種功能，圍繞它們與生物神經(jīng)元溝通的能力，“聆聽”其他神經(jīng)元和其他系統(tǒng)發(fā)出的信號，并在需要時發(fā)出自己的信號。“這是一個CMOS電路，”該公司的網(wǎng)站上寫道，“比生物神經(jīng)元的能效高達1000倍，體積則只有1/10。其非常高的靈敏度使其成為醫(yī)療植入物的理想選擇。”

       Axorus希望以各種方式使用這些設(shè)備。該公司目前正在開發(fā)一種人工視網(wǎng)膜，它將一些人工神經(jīng)元與光電二極管配對，形成一個"像素"矩陣，可以讀取進入的光線并通過視神經(jīng)向大腦發(fā)送電信號。它是為患有老年性黃斑變性的病人設(shè)計的，目的是讓人們重新獲得視覺的中心部分，盡管最初只有黑白兩色。
       這些人工視網(wǎng)膜將由環(huán)境光本身提供動力，但Axorus公司正在尋找解決方案，以便在夜間為它們提供動力，該公司還為其人工神經(jīng)元在大腦、內(nèi)分泌系統(tǒng)、腸道和泌尿系統(tǒng)中的應用設(shè)想了一系列其他應用，它們有可能治療各種疾病--但沒有光線為它們提供動力。
       一個能持續(xù)數(shù)十年的微小、安全的貝塔伏特電池可能是這些設(shè)備的完美選擇，因此Axorus和Arkenlight已經(jīng)合作建立了一個概念驗證：第一個由氚輻射光伏微型發(fā)電裝置驅(qū)動的人工神經(jīng)元。

       上面的亮點是神經(jīng)元本身，而底部的黑盒子里是β電池。目前這看起來有點大，但Arkenlight公司對這種氚電池的目標尺寸是4x4毫米，厚度小于50微米。雖然最終輸出和預期壽命仍有待確定，但該公司表示，它希望這些東西能在幾十年內(nèi)產(chǎn)生微瓦的能量。
       “即使我們現(xiàn)在正在生產(chǎn)金剛石，”Arkenlight公司首席執(zhí)行官Morgan Boardman表示，“通往最小可行產(chǎn)品的道路需要多次迭代，以完善配方和工藝，確保盡可能高的功率密度。沿著這條路線，我們需要進行大量的測試，以確定并確保穩(wěn)定生產(chǎn)和安全的標準。這些都不是微不足道的任務(wù)，需要大量的時間和精力。雖然我們正在與早期客戶（如Axorus）合作，使我們的努力與他們的需求相一致，但我們離商業(yè)化產(chǎn)品還有幾年時間。這些類型的早期研究合作是典型的、高度支持性的，因為它們促進了產(chǎn)品的開發(fā)，通常以商業(yè)關(guān)系結(jié)束。”

       盡管如此，該公司仍然希望它能在2024年之前實現(xiàn)商業(yè)化，如果它能證明這些電池在人體內(nèi)是安全和可靠的，并在一個微小的包裝中提供有用的電力，他們可能會發(fā)現(xiàn)一系列其他的醫(yī)療應用。