Il dispositivo elettrico ispirato all'anguilla raggiunge i 110 Volt:questa foto ritrae il implementazione ad alta tensione dell'organo elettrico artificiale. Una biostampante 3D è stata utilizzata per depositare matrici di goccioline precursori di gel su substrati di plastica, che sono stati poi polimerizzati con una luce UV per convertirli in gel solidi. Gel alternati ad alta e bassa salinità (gel rossi e blu, rispettivamente) sono stati stampati su un supporto, e alternando gel catione-selettivi e anione-selettivi (gel verdi e gialli, rispettivamente) sono stati stampati su un secondo substrato. Quando sovrapposto, questi gel si collegano per formare un percorso conduttivo di 612 cellule gel tetrameriche che possono essere utilizzate per generare fino a 110 volt. Credito:Anirvan Guha e Thomas Schroeder
Nel tentativo di creare una fonte di energia per le future tecnologie impiantabili, un team guidato da Michael Mayer dell'Università di Friburgo, insieme a ricercatori dell'Università del Michigan e della UC San Diego, ha sviluppato un dispositivo elettrico ispirato all'anguilla che produceva 110 volt da gel riempiti d'acqua, chiamati idrogeli. I loro risultati mostrano il potenziale per una fonte di energia dolce di attingere all'energia chimica di un sistema biologico.
Anirvan Guha, studente laureato presso l'Istituto Adolphe Merkle dell'Università di Friburgo, presenterà la ricerca durante il 62° Meeting Annuale della Società Biofisica, tenutosi dal 17 al 21 febbraio, a San Francisco, California. Ispirato dalla capacità dell'anguilla elettrica di generare centinaia di volt, Guha e i suoi colleghi hanno impilato idrogel pieni di diversi punti di forza di acqua salata.
Gli ioni sono atomi o molecole carichi e quando gli ioni si accumulano su entrambi i lati di una membrana cellulare, formano un gradiente ionico. I ricercatori hanno raccolto energia dal potenziale elettrico, o tensione, attraverso i gradienti ionici. Man mano che più idrogel venivano impilati uno sopra l'altro, maggiore è l'aumento di tensione. I ricercatori sono stati in grado di produrre fino a 110 volt.
Per impilare le migliaia di singoli idrogel necessari per generare oltre 100 volt, i ricercatori hanno utilizzato una stampante che "deposita piccole goccioline di gel ... con la precisione e la risoluzione spaziale per stampare una matrice di quasi 2, 500 gel su un foglio delle dimensioni di un normale foglio di carta da stampante, " disse Guha.
Il prossimo obiettivo del team è aumentare la corrente che scorre attraverso l'idrogel. "Proprio adesso, siamo nell'intervallo da decine a centinaia di microampere [l'unità di base per misurare una corrente elettrica], che è troppo basso per alimentare la maggior parte dei dispositivi elettronici, " disse Guha.
Nel futuro, il team di ricerca spera che i loro risultati aiutino a sviluppare fonti di energia per dispositivi impiantabili che possono "utilizzare i gradienti [ionici] che già esistono all'interno del corpo umano, " disse Guha. "Allora potresti essere in grado di creare una batteria che si ricarica continuamente, perché questi gradienti ionici vengono costantemente ristabiliti all'interno del corpo."
