Электрический угорь вдохновил учёных на создание биологического источника энергии
На протяжении нескольких десятилетий учёные ищут способ создать максимально безопасный и биологически дружелюбный способ питать энергией электрические устройства, имплантируемые в тело человека. Сами подумайте: ну кому хочется помещать в своё тело токсичные аккумуляторы, а затем ещё и периодически менять их посредством хирургических вмешательств? В природе есть яркий пример животного, которое способно генерировать электричество при помощи своего тела – это электрический угорь. Именно он вдохновил команду исследователей из нескольких американских университетов на создание принципиально нового источника электроэнергии.
Угорь способен генерировать электричество при помощи рядов тонких клеток, пронизывающих всё его продолговатое тело. Клетки напоминают биологические электроды, по которым в разные их концы проходят ионы натрия и калия. При этом общее напряжение в теле угря может достигать 1300 вольт, а сила тока – 1 ампера. Один мощный разряд электричества вполне способен убить достаточно крупное животное или, например, оглушить лошадь. Угри используют этот природный механизм для того, чтобы защищать себя от других хищников и охотиться. В плане генерации электричества с угрями могут поспорить разве что скаты.
Ранее китайские учёные уже предпринимали попытки скопировать природный генератор электрических угрей и реализовать по его подобию новые элементы питания. В начале года мы даже говории о разработках в этой области. Но в случае с китайским проектом, речь шла о питании различной носимой электроники или же умной одежде. В случае же с исследователями из университетов Фрибурга, Мичигана и Сан-Диего, они нацелились на использование необычных элементов питания в медицинских имплантатах.
В своей разработке они использовали 3D-принтер, гидрогель, пластиковые листы и специальные мембраны, разделяющие многочисленные ячейки между собой. В качестве основного механизма было избрано различие в концентрации соли у морской и пресной воды. Это позволило добиться обратного электродиализа и, как следствие, выработки электроэнергии без необходимости подзаряжать элемент питания. Своё изобретение учёные назвали «искусственным электрическим органом». Здесь следует отметить, что часть организма угрей, отвечающая за выработку электричества, называется точно так же.