Биобатарея для человека

Технологи не стоят на месте, особенно в области улучшения здоровья человека. И сейчас есть много приборов, которые помогают человеку , находясь внутри него. Но именно они должны брать откуда-то энергию. Над получением нетоксичных элементов питания работают много исследователей, речь пойдет об одном из них.

В живой природе существует организм, который способен вырабатывать биосовместимую энергию для себя. Да-да, звучит как фантастика, но для себя он генерирует достаточно. Это электрический угорь. Ученые задумались над тем, чтобы использовать такие организмы для нового, самозаряжаемого устройства, который в дальнейшем можно использовать в кардиостимуляторах, протезах и даже контактних линзах дополненной реальности.

Как происходит процесс самозарядки? Угри имеют удлиненное скопление тонких клеток вдоль своего тела и создают заряд именно через них. Они носят название – электроциты, с их помощью создается электричество, когда одновременно движутся ионы натрия в одну сторону, а ионы калия – в другую. Если брать каждую отдельно взятую клетку цепочки, то напряжение в ней не велико, но все вместе создают напряжение до 600 вольт в теле одного угря.

Исследователи из Фрибурского, Мичиганского и Калифорнийского (в Сан-Диего) университетов попытались воспроизвести этот эффект, учитывая разницу солености морской и пресной воды.

Для этого гидрогель и ионопроводящие капли разместили на прозрачные пластиковые листы и разделили их ионоселективными мембранами.

Капли соленой и пресной воды чередовались между собой, и при соединении всех элементов получалось извлечь 100 вольт. Этот процесс известен как обратный электродиализ. И обьясняется разной концентрацией соли в воде.

Угорь имеет медиатор, так называемый ацетилхолином, который обеспечивает одновременный контакт всех электроцитов.

Исследователи, собрав пластиковый лист наподобии оригами, а когда на лист надавить, то нанесенные элементы создают нужный эффект. Система использует масштабируемую стеклянную или складчатую геометрию, которая генерирует 110 вольт в разомкнутой цепи или 27 милливатт на квадратный метр на гелевую ячейку при одновременной саморегистрации механической контактной активации тысяч гель-отсеков.

В отличие от обычных батарей эти системы являются мягкими, гибкими, прозрачными и потенциально биосовместимыми. Устройство назвали «искусственным электрическим органом» хотя, это еще не тот прибор, который производит столько же напряжения, сколько угорь. Но исследование не окончено, и ученые имеют идеи как увеличить эффективность данной разработки.

«Электрические органы угрей невероятно сложны. Они способны производить гораздо больше энергии, чем человек, — говорит один из авторов исследования. — Но для нас важно воспроизвести хотя бы основы протекающего процесса».

Ранее получены гибкие, и прозрачные источники питания были бионесовместимы. А получить стабильно работающий источник питания было бы очень удобно для медицинских имплантатов.

Эти исследования были опубликованы в журнале Nature.

 


Комментарии:

No Comments

Post a Comment