中年|特殊涂层可防止电池被吞下后导电
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新的带涂层电池在压缩时仍可导电 ， 但如果意外吞食则不会导电 。
由一组研究人员开发的新型特殊涂层可防止意外摄入电池后电流损坏消化道 。
每年 ， 将近4,000名儿童吞咽纽扣电池后进入急诊室 ， 纽扣电池是为玩具 ， 助听器 ， 计算器和许多其他设备供电的扁平圆形电池 。 摄入这些电池会造成严重后果 ， 包括烧伤 ， 永久损坏食道 ， 消化道的眼泪 ， 甚至在某些情况下甚至导致死亡 。
为了防止此类伤害 ， 麻省理工学院 ， 百老汇妇女医院和麻萨诸塞州总医院的研究人员设计了一种新方法 ， 用特殊材料包裹电池 ， 以防止吞咽后电池导电 。 在动物实验中 ， 他们发现这种电池根本不会损坏胃肠道 。
罗伯特·兰格（Robert Langer）说：“我们的研究表明 ， 我们制造的这些新电池具有潜力 ， 由于每年意外吞食数千名无意中吞入玩具或其他实体中的电气组件的患者 ， 因此具有极大提高安全性的潜力 。 ”， 麻省理工学院的戴维·H·科赫研究所教授 ， 麻省理工学院的科赫综合癌症研究所 ， 医学工程与科学研究所（IMES）和化学工程系的成员 。
哈佛大学医学院和布莱根妇女医院的医学副教授Langer和Jeffrey Karp是本周版《美国国家科学院院刊》上描述新型电池涂层的论文的高级作者 。 该论文的主要作者是曾任IMES博士后的Bryan Laulicht ， 以及科赫研究所研究员 ， MGH胃肠病学家Giovanni Traverso 。
小电池 ， 大危险
每年生产约50亿颗纽扣电池 ， 这些电池变得越来越强大 ， 如果被吞下 ， 甚至会变得更加危险 。 在美国 ， 最近的立法已在包装上规定了警告标签 ， 并且某些玩具被要求具有只能用螺丝刀打开的电池外壳 。 但是 ， Karp说 ， 还没有技术创新可以使电池本身更安全 。
吞下电池后 ， 它们开始与水或唾液相互作用 ， 产生电流 ， 该电流产生氢氧化物 ， 一种破坏组织的苛性离子 。 这可能在短短几个小时内造成严重伤害 ， 尤其是如果父母没有立即意识到孩子已经吞下电池的话 。
Traverso说：“食道中的盘式电池需要（紧急）内窥镜切除 。 ” “这代表了胃肠道紧急情况 ， 因为一旦电池与组织接触就开始组织损伤 ， 从而产生电流[并]导致化学灼伤 。 ”
研究团队开始考虑如何更换电池 ， 这样它们就不会在人体内部产生电流 ， 但仍然能够为设备供电 。 他们知道 ， 当电池装入其外壳时 ， 它们会承受轻微的压力 。 为了利用这一优势 ， 他们决定在电池上涂一层材料 ， 使其在压力下可以导电 ， 但在不压缩电池时可以充当绝缘体 。
量子隧道复合材料（QTC）是一种通常用于计算机键盘和触摸屏的现成材料 ， 非常适合 。 QTC是一种橡胶状材料 ， 通常由硅树脂制成 ， 内嵌金属颗粒 。 在正常情况下 ， 这些粒子相距太远而无法传导电流 。 但是 ， 当受到挤压时 ， 粒子会更靠近在一起并开始导电 。 这允许QTC根据承受的压力从绝缘子切换到导体 。
为了验证这种涂层可以防止组织损伤 ， 研究人员首先计算了电池在消化道内所承受的压力 ， 该消化道的运动称为蠕动 ， 有助于食物的运动 。 他们计算出 ， 即使在患有罕见的“胡桃夹子食道”疾病的患者中找到最大可能的力 ， 覆有QTC的电池也不会导电 。
Laulicht说：“您想知道可能施加的最大作用力是什么 ， 并且您要确保电池的电导率只能超过该阈值 。 ” “我们认为 ， 一旦我们远远超过这些水平 ， 这些涂层将原样通过胃肠道 。 ”
完成这些计算后 ， 研究人员监控了猪食道中带涂层的电池 ， 没有发现损坏的迹象 。
“一个相对简单的解决方案”
由于QTC相对便宜并且已经在其他消费产品中使用 ， 因此研究人员认为电池公司可以相当容易地实现这种涂层 。 他们现在正在努力开发一种可扩展的方法来制造涂膜电池 ， 并寻找在采用它们方面感兴趣的公司 。
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