Esta batería biológica inspirada en anguilas eléctricas pronto podría alimentar su marcapasos

Las anguilas eléctricas, a veces utilizadas por acuarios y zoológicos para iluminar árboles de Navidad, están enseñando a los científicos cómo crear biobaterías que pueden mantener sus dispositivos médicos implantables funcionando para siempre (bueno, casi)

¿Sabías que hay un animal por ahí que puede generar suficiente electricidad para iluminar un árbol de Navidad? Este increíble animal es un pez cuchillo sudamericano, conocido popularmente como la anguila eléctrica. ¿De dónde viene la electricidad de esta anguila? Por ejemplo, si fuera a hacer una radiografía de una anguila eléctrica, ¿vería una batería dentro?

No. No, no lo harías. Pero la anguila eléctrica genera su propia electricidad. Debido a que la anguila eléctrica vive en aguas turbias, tiene una vista muy pobre, pero usa electricidad para navegar a través de la oscuridad para localizar y aturdir a sus presas, comunicarse con otras anguilas eléctricas y encontrar una pareja. Para hacer esto, las anguilas eléctricas tienen miles de células nerviosas o de tejido muscular modificadas, llamadas electrocitos, dispuestas en pilas paralelas a lo largo de su cuerpo que están especializadas para producir electricidad. Cuando se activa por el cerebro del pez, cada electrocito permite que los iones de sodio y los iones de potasio se precipiten en direcciones opuestas a través de la membrana de la célula, generando así un pequeño voltaje. El efecto combinado de miles de estas células se suma para crear un potencial mayor de hasta 600 voltios.

Aunque los admirables superpoderes de la anguila eléctrica a veces han sido aprovechados por zoológicos y acuarios para iluminar sus árboles de Navidad y, más recientemente, para enviar tweets al mundo ( más aquí ), también han inspirado a los científicos a comenzar a trabajar en una batería con carga biológica para dispositivos médicos implantables, como marcapasos, sensores, bombas de suministro de medicamentos o prótesis. Aunque es poco probable que pueda recargar la batería de su teléfono celular conectándolo al brazo o al oído, una fuente de energía con carga biológica podría eliminar la necesidad de una cirugía de reemplazo para los dispositivos médicos existentes y, por supuesto, desencadenaría nuevos oleadas de innovaciones de dispositivos portátiles.

Un equipo de investigación internacional, dirigido por el biofísico Michael Mayer, profesor del Instituto Adolphe Merkle de la Universidad de Friburgo de Suiza, utilizó el ejemplo proporcionado por las células de batería biológica de la anguila eléctrica para diseñar una fuente de energía que genere electricidad a partir de las diferencias de salinidad entre los compartimentos. de agua dulce y salada que están separadas por membranas selectivas de iones. Cuando estos compartimentos se repiten cientos de veces en serie, pueden generar hasta 110 voltios solo de sal y agua, similar a una anguila eléctrica.

Fuente:

Thomas BH Schroeder, Anirvan Guha, Aaron Lamoureux, Gloria VanRenterghem, David Sept, Max Shtein, Jerry Yang y Michael Mayer (2017). Una fuente de energía suave inspirada en la anguila eléctrica de hidrogeles apilados, Nature 552: 214–218 | doi: 10.1038 / nature24670

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