Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 73 reacties

Een groep Amerikaanse wetenschappers heeft een methode bedacht om met behulp van nanodraden elektriciteit op te wekken. De generators zouden in de bloedbaan stroom voor biomedische apparatuur op kunnen wekken.

Zinkoxide-nanogeneratorDe ongeveer 600nm lange en 50nm dikke nanodraden waarvan de onderzoekers zich bedienen, worden van zinkoxide gemaakt en wekken energie op wanneer ze door laagfrequente trillingen in beweging worden gebracht. De nanodraden wekken de stroom dankzij het piëzo-elektrisch effect op: de mechanische vervormingen van het zinkoxide en de nanodraden wekken een klein stroompje op. De onderzoeksgroep van het Georgia Institute of Technology die door Zhong Lin Wang wordt geleid, werkt al enkele jaren aan dergelijke nanogenerators. Een jaar geleden presenteerde de groep al resultaten op het gebied van textiel dat energie kon opwekken. De verbeterde nanodraden zijn echter eenvoudiger en zouden volgens Wang eenvoudig aan verschillende materialen bevestigd kunnen worden.

Zo zouden de nano-generators niet alleen ingezet kunnen worden om in de bloedbaan rond te zweven en energie voor medische sensors op te wekken uit de beweging van het bloed, ook het genereren van stroom buiten het lichaam zou in het verschiet liggen. Voor een toepassing als een energieopwekkend vest, zoals Wang en zijn team met een hamster demonstreerden, zal nog flink doorontwikkeld moeten worden. Wang denkt dat het nog zeker vijf tot tien jaar zal duren voor praktische toepassingen een feit zijn, en het Amerikaanse leger zal dan een van de eerste klanten van Wang zijn: Darpa financiert zijn onderzoek. De nieuwste bevindingen van de onderzoeksgroep werden in het maart-nummer van Nano Letters gepubliceerd.

Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (73)

Ik geloof niet dat een paar nanodraadjes een dusdanige belastig op je hart zijn dat je er angstig voor moet worden. De weerstand van het vat neemt lokaal toe, maar dat doet het ook onder fysiologische omstandigheden. Even aannemend dat ze niet je complete vaatstelsel gaan behangen met die draadjes is het effect vergelijkbaar met een litteken door een verwonding (die ook gewoon voorkomen zonder medische interventie).

Ik zou het wel uiterst onverstandig vinden als ze materiaal in de bloedbaan laten zweven (al dan niet vastgezet aan een vaatwand). Tegen elke oneffenheid in de vaatwand wordt vet afgezet (proces heet atherosclerose) en op het moment denken wij dat de meeste hart- en vaatafwijkingen hieraan ten grondslag liggen. Een derde van de bevolking sterft aan hart- en vaatziekten. Zullen we proberen dat aantal te reduceren?

Als je draden in het vat gaat leggen zit daar in no-time afzetting aan. Daarmee neemt de functie af (immers kan het draadje dan minder bewegen) en het risico op occlusie, trombose of embolie (afhankelijk waar je ze vastzet) neemt toe. Iemand die een stent krijgt geplaatst om een vat open te houden moet de rest van zijn leven aggregatieremmers slikken om te zorgen dat er niet spontaan bloedpropjes gevormd worden die vervolgens door kunnen schieten en ischemie veroorzaken. Moet iedereen met deze toepassing dan continu aan de pillen / injecties of te voorkomen dat de boel dicht gaat zitten? Over hemodynamica valt een boel te zeggen, maar in principe is elk corpus alienum in de vaatwand ongewenst.

Zet die draadjes buiten de vaatwand, dat heeft meerdere voordelen; geen stollingsneiging, geen risico op losraking (en de ellende als er massaal draadjes op 1 plek neer gaan slaan) en er is genoeg amplitude vanwege de drukgolf (en mogelijk ook polsgolf die weer terugslaat). Immers, je kunt zelfs je bloeddruk voelen aan je pols, bedenk de trilling die in je aortaboog te meten is. De opgewekte energie kan wel zenuwen of nabijgelegen cellen verstoren. Als de cellen in de vaatwand door elektrische stress massaal ten gronde gaan, zit je ook met een probleem.

Ik ben nog even sceptisch over deze voorgestelde medische toepassing. Er zijn volgens mij betere alternatieven om energie op te wekken in het lichaam voor bijv een pacemaker zoals hierboven gesuggereerd werd (die Seiko's met Kinetic technologie zijn daar een prima voorbeeld van). Ik vind het wel een mooie toepassing om op nanoschaal energie voor nanoapparatuur te ontwikkelen, maar om dat nou los te laten in een bloedbaan...

[Reactie gewijzigd door Kamerolifant op 29 maart 2009 18:50]

Ik meen een keer ergens gelezen te hebben dat nano-buisjes en draden buiten het lichaam al slecht zouden kunnen zijn voor mensen. De deeltjes zouden namelijk ingeademd kunnen worden en aldaar schadelijk zijn voor de longen (een soort TBC).
Er is nog veel onzekerheid over de gezondheidsrisico's van nanotubes en andere nanostructuren. --> http://tweakers.mobi/nieuws/42399

Maar dat doet natuurlijk niets af aan het feit dat het onderzoek in dit soort technologie een zege is/kan zijn voor de medische wetenschap (en eventueel op andere vlakken).
Als het lichaam de nanotubes niet accepteerd krijg je goed- of kwaadaardgie gezwellen hier omheen (om ze proberen af te breken). Maar dit lijkt me een duidelijk fenomeen waar naar gekeken zal worden.

Hoe dan ook... de longen en het bloedstelsel zijn toch wel verschillende aspecten van het lichaam. Inademen en spul in je bloedstroom hebben is wel verschillend. Er is natuurlijk wel een innige uitwisseling van CO2 en O2 in dit systeem, maar als de nanotubes kunnen blijven zitten op vaste plekken (lijkt me nodig om frictie/energie op te wekken), dan is het afwijkend van normaal inademen van kleine deeltjes zoals nanotubes en asbest.
Als het lichaam de nanotubes niet accepteerd krijg je goed- of kwaadaardgie gezwellen hier omheen (om ze proberen af te breken).
Dat is waar het onderzoek in xeno-transplantatie (het transplanteren van organen uit andere dieren maar ik vind dat dit er toch ook een beetje onder valt) komt bij kijken. Waarschijnlijk zullen deze nanodraden omringd worden door eiwitten en suikerketens die ons immuunsysteem vertellen dat dit op de juiste plaats is en dus niet verwijderd dient te worden.
Daarom is het nog niet klaar voor gebruik...
Het ging hier voor zover ik mij kan herinneren voornamelijk om nanobuisjes met eenzelfde formaat als asbestvezels. Die kunnen in de longen terecht komen waar ze dan net als asbest voor ontstekingen en kanker kunnen zorgen. De hier gebruikte buisjes lijken mij niet zulke problemen te kunnen veroorzaken.
Dit kan erg leuke dingen in de toekomst opleveren! Je zou bijvoorbeeld een camera in je oogkas in kunnen laten bouwen en die op deze manier van stroom laten voorzien. Koppel dit aan bv zo'n soort onderzoek en je kunt blinden weer laten zien!
Blinden laten zien? Dit gaat wel te ver. Blind ben je niet zomaar. Er kunnen meerdere dingen die ten sprake kunnen zijn. Bijvoorbeeld dat je ogen gewoon niet goed meer zijn , denk je nou echt dat je met een stroompje opeens weer kan zien? En een camera in je oog transplanteren kan nog niet bij de mensen, het is te complex om de oogzenuwen aan te sluiten . Tegen de tijd dat het kan zijn we weer 200 jaar verder. Ook kun je blind zijn doordat het stuk van de hersenen die het zicht regelt beschadigd is. Ook dit kun je niet zomaar oplossen met een camera en een stroompje.

En voor de mensen die nu allemaal kreten over de ''Matrix'' lopen te schreeuwen. Het is niet realistisch om te denken dat je verbonden kan worden via je zenuwstelsel op een virtuele wereld. Nano technologie daar echt niks mee te maken.

Deze manier van opwekken heeft vooral zin voor de normale mensen als bijv. een pacemaker die geen batterij meer nodig heeft, dus minder kans op disfunctie.

[Reactie gewijzigd door n0elite op 29 maart 2009 15:10]

Ze hebben reeds een camera ingebouwd bij een persoon die een defect had aan zijn ogen en op die manier kon hij 3x3 pixels zien wat zelf volstond om bepaalde objecten te onderscheiden, en dat reeds enkele jaren geleden.

Haal daar de technologie en kennis van het neuraal netwerk bij van binnen 20 jaar en je kan perfect een micro-camera van een iets degelijke resolutie aansluiten op het oog.

Dus de technologie bestaat reeds maar staat nog in de kinderschoenen. Het voordeel is wel dat het reeds bewezen is dat het mogelijk is om beelden te versturen naar de hersenen. Op die manier is je argument van 200 jaar in te toekomst zwaar overdreven.

Ook van de matrix waar het gehele neuraal netwerk gelinkt is aan een computer is mogelijk, alhoewel net dat 100-200 jaar zal duren (ik hoop van niet eerlijk gezegd, ik wil graag mijn oude dag beleven met 20 topmodellen op een eiland en een fit lichaam, ik vermoed zelfs dat we dan meer vrijheid zouden hebben dan nu het geval is).

Hoewel van nanotechnologie ism het menselijk lichaam enorm veel misbruik kan gemaakt worden, en net dit is het grote gevaar ervan.

mvg
200 Jaar vind ik toch wel een beetje overdreven hoor. Ik bedoel 100 jaar geleden was net het eerste vliegtuig een feit en nu zijn er iets van 500 miljoen computers, nog meer auto's , internet, satellieten, nano-technologie, stamcel-technologie, etc. Ik zie niet in waarom het 200 jaar zou moeten duren, eerder iets van 40 max. Al kan het natuurlijk altijd eerder dan dat.

Ook snap ik je matrix opmerking niet. Als er nou iets is dat met het, gecontroleerd en nauwkeurig, kunstmatig controleren van zenuwimpulsen te maken heeft dan is het nano-technologie. Natuurlijk kunnen we dat nu nog niet met die precisie(nu gebruiken we grove elektroden), maar het is wel het begin. Het "enige" wat je namelijk moet kunnen is alle inkomende impulsen onder controle hebben.
sterker nog. als je vanaf je geboorte blind bent ligt het in bijna alle gevallen aan de hersenen.
en als je niet vanaf je geboorte blind bent ligt het vaak aan een beschadiging aan de hersenen veroorzaakt door een val op je staartbotje. je staarbotje zit namelijk vast aan de ruggegraat, die vast zit aan de (stevige) hersenstam, die vast zit aan het (zwakke) stuk hersenen waar je optische center zit. de schok die zo'n val veroorzaakt kan dat gedeelte van de hersenen permanent beschadigen, waardoor je blind word.
sterker nog. als je vanaf je geboorte blind bent ligt het in bijna alle gevallen aan de hersenen.
en als je niet vanaf je geboorte blind bent ligt het vaak aan een beschadiging aan de hersenen veroorzaakt door een val op je staartbotje. je staarbotje zit namelijk vast aan de ruggegraat, die vast zit aan de (stevige) hersenstam, die vast zit aan het (zwakke) stuk hersenen waar je optische center zit. de schok die zo'n val veroorzaakt kan dat gedeelte van de hersenen permanent beschadigen, waardoor je blind word.
Deels ben ik eens met je reactie, maar voor het schuin gedrukte deel is toch een andere theorie mogelijk.

Het klopt inderdaad dat er zenuwbanen lopen in het staartbeentje. Maar een normale val op het staartbeentje zal niet gelijk tot blindheid leiden, daarvoor is een grotere klap nodig. Je moet hierbij denken aan een ernstig trauma. Maar wat kan dan wel leiden tot blindheid? Daar is eigenlijk een tal aan mogelijkheden mogelijk. Één van de mogelijkheid is het niet voldoende gebruik van je ogen. Uit wetenschappelijk studie is gebleken dat na je geboorte de hersenen een zeer eenvoudig regel hebben tijdens je groei. Use it or lose it. Tijdens deze onderzoek hebben zij een dier na de geboorte de ogen afgedekt, in de latere periode hebben zij deze afdekking verwijderd. Wat bleek, het dier was permanent blind geworden in tegen stelling tot de dieren die niet afgedekt waren. Dit is maar één van de vele mogelijkheden wat tot blindheid kan leiden. :)
Je loopt volgens mij wat achter :) Het onderzoek over het uitlezen van oogzenuwen is al 10 jaar oud en ik twijfel er niet aan dat dit onderzoek al weer vele stappen verder is. En natuurlijk kun je niet alle gevallen van blindheid genezen maar iedereen die door een ongeluk een oog kwijt is geraakt of bijvoorbeeld door extreme staar blind is geworden zou zeker geholpen zijn met een camera! En dit zijn zeker geen kleine aantallen.

Daarnaast verwacht ik niet dat dit op korte termijn allemaal fancy dingen oplevert maar op termijn komt het samenvoegen van mens en machine steeds dichterbij..
De link met The Matrix is niet zozeer het idee van een virtuele wereld, daar is hier helemaal geen sprake, maar wel om mensen te gebruiken als energiebronnen. Er is hier wel sprake van totaal andere technologieën zoals die vest, maar sommigen zien nu eenmaal snel een mens met een paar kabels uit zijn lichaam voor zich.
Klopt, daarnaast is het ook handig voor energielevering van de in ontwikkeling zijnde lenzen met projectie (een beeldscherm voor je oog zoals te zien was op Discovery channels Next world). Een aantal van die draden in je oogleden kunnen dan voor genoeg energie zorgen, zodat je geen batterijen aan je hoofd geplakt hoeft te hebben.
Dit piëzo-elektrisch effect is naar mijn weten ook reversibel. Je kan het ook andersom uitvoeren, dus het uitzetten van een materie door elektrische stroom, in plaats van elektrische stroom opwerken door het indrukken van materie. Dit zou dan toch ook gebruikt kunnen worden om die vinger te laten bewegen zoals je in afbeelding ziet door een stroompje er naar toe te laten sturen, of dat zo gewenst is weet ik niet, maar voor protheses misschien wel weer de toekomst.
@allen,

het vermogen is dermaten klein dat je lichaam daar niets van merkt...
Ook niet in hersenen?
Dus als jij een schok krijgt van bijv. een klik aansteker gaan je hersenen ook al helemaal op de hobbel? Denk ut niej éh? En daarbij komt dat je hersenen zelf ook stroom op wekken, het enigste wat je misschien merkt is dat je vinger een kleine stuip krijgt ofzo.

ff Ontopic...
Ik denk dat dit een hele goede ontwikkeling is, vooral in de medische wereld. Wat ik me wel zorgen om maak is dat het wel uit zinkoxide bestaat, wat schadelijk is voor een dergelijk organische omgeving. Ook is ZnO oplosbaar in water, ik zelf zit niet te wachten op bloedvergiftiging van zink.

Er gaat dus nog heel wat ontwikkeling inzitten. Hopelijk komt er iets goed van.

@hieronder(plankton123)
Wist je ook dat je hersenen CONSTANT fouten maakt?

[Reactie gewijzigd door Dead Pixel op 29 maart 2009 16:41]

Nee, maar ik heb die klik-aansteker ook niet in men hersenen ingeplant.

Dat gebeurd dus wel met deze Nanodraden als ze in je bloedbaan gaan zitten.
Je hersenen kunnen dus foutieve informatie krijgen hierdoor, ik ben geen hersenchirurg, maar ik denk niet dat dit goed zou zijn.
Er bestaat zoiets als de bloed-hersenbarrière, afgezien van het feit dat deze nanodraden natuurlijk niet los door je bloedvaten zullen zweven maar ergens verankerd zullen zijn.
@hieronder(plankton123)
Wist je ook dat je hersenen CONSTANT fouten maakt?
Nee wist ik niet, zoals ik al zei: Ik ben geen hersenchirurg. :P
Ook wist ik niet van de bloed-hersenbarrière zoals Inanna zegt.
Dit maakt het uiteraard een stuk minder gevaarlijk.
Bovendien, word je hart waarschijnlijk zwaarder belast. dus sneller hart aanvallen enzo
Pffff... ga je er van uit dat je hele aderstelsel vol komt te zitten met nanotubes ofzo? Als ik rook, gaat mijn hartslag en bloeddruk ook al omhoog... Dus... (ja, dat is ongezond) Het 'lijkt me' dat de influx van bloedruk en hartslag minimaal zal zijn met nanotubes.

edit:komma

[Reactie gewijzigd door fluxtras op 29 maart 2009 15:38]

Misschien te veel matrix gekeken?
Tegen die tijd zijn we veranderd in levende elektriciteitsgenerators op grote schaal.
Aderverkalking is vééél groter dan die dingetjes hier.
Op mij komen de nu aangehaalde toepassingen wel erg vergezocht en gekunsteld over. Benieuwd wat de agenda van het Amerikaanse leger is...
Ik vermoed dat je dan in de richting van een energie-opwekkend vest voor militairen moet denken, zodat ze geen zware batterijen mee hoeven te torsen om al hun elektronische apparatuur te laten functioneren. Dit geeft de militair meer bewegingsvrijheid want hij is lichter, of de mogelijkheid de functionaliteit door middel van extra apparatuur te vergroten.
"toepassingen wel erg vergezocht en gekunsteld"

Blijkbaar toch veelbelovend genoeg om de geldschieters te overtuigen. En er is natuurlijk veel meer mogelijk op basis van zo'n technologie dan de genoemde toepassingen. De eerste vliegtuigbouwers tenslotte vonden het idee van massaal commercieel transport van mensen en goederen ook bizar ;-)

Toch denk ik dat aardgas, -olie en mooie kleine accuutjes het voorlopig nog wel winnen. De tekorten aan energie zijn (nog) niet zo nijpend dat mensen energieopwekkende vesten aan willen. Bovendien hoef ik niet elke dag hetzelfde aan.
ik betwijfel of dit voldoende zou zijn om een pacemaker of oog camera van energie te voorzien, ik denk eerder dat nano-bots die vooral meetwerk verrichten of medicijnen op commando afgeven er van kunnen profiteren.

en qua energie "stelen" denk ik dat het misschien amper de energie van een suikerklontje per dag scheelt ;)
KERS in het menselijk lichaam...

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Apple iOS 10 Google Pixel Apple iPhone 7 Sony PlayStation VR AMD Radeon RX 480 4GB Battlefield 1 Google Android Nougat Watch Dogs 2

© 1998 - 2016 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True