Ученые всегда черпали вдохновение из животного мира. Вот и сегодня, используя специальный гидрогель, исследователи из Университета Фрибурга, Калифорнийского университета Сан-Диего и Университета Мичигана разработали искусственные органы угря, которые производят электричество.

«Угорь мгновенно поляризует и деполяризует тысячи клеток, чтобы погасить высокое напряжение», — говорит Макс Штейн, доцент Мичиганского университета и соавтор исследования. «Это захватывающая система, которую можно посмотреть с инженерной точки зрения: ее показатели производительности, фундаментальные строительные блоки и способы их использования». В результате команда смогла спроектировать потенциальную батарею, которая превращает соль и воду в энергию. Это может позволить создать источник электричества, совместимый с биотехнологией.

Кстати, получить источник энергии можно и другим способом, например, купив аккумулятор тут. Главная цель магазина — обеспечить покупателей всем, что касается элементов автономного энергообеспечения и товаров, работающих с их помощью.

Угри производят электричество путем поляризации солей в теле (трансмембранный транспорт). Они могут генерировать 600 В и 100 Вт энергии, положительно заряжая натрий и калий. Когда заряд установлен на положительный заряд, он устремляются к голове угря, оставляя отрицательные заряды в хвостовой части. Эта разница в полярности производит мощный электрический импульс.


Чтобы имитировать этот эффект, исследователи должны были создать вещества, которые могли бы копировать трансмембранный транспорт. Гидрогели состоят из серии полимерных смесей на водной основе, образующих мягкие, гибкие устройства, подобные батареям. Вместо калия исследователи используют другое соединение на основе натрия, поваренную соль. В итоге ученые растворили соль в гидрогеле на водной основе, а затем напечатали ее на пластиковом листе. 612 клеток искусственного угря могут генерировать достаточно энергии, чтобы соответствовать мощности бытовой розетки, то есть 110 вольт.

Данное открытие может иметь несколько приложений. Например, использование технологии внутри медицинских устройств, которые должны присутствовать в организме человека. Такие предметы, как кардиостимуляторы, теперь смогут иметь более эффективные батареи. Другое применение может быть в применении бионических частей. Части киборга было бы намного проще производить с помощью такого рода гидрогеля в качестве источника энергии. Хотя это дело далекого будущего, оно закладывает основу для множества интересных и радикальных идей об интеграции технологий и биологических систем.

Материал переведен 02.07.2020.