В швейцарском университете Фрибурга исследователям удалось воспроизвести процесс генерации электрического тока так, как он происходит в теле живого существа – электрического угря. И даже показатели оказались схожими, но куда важнее, что технология предельно проста и дешева в воспроизведении. В перспективе она станет основой для генераторов, интегрируемых в человеческое тело.
Электрический угорь вырабатывает ток по команде из мозга, который посылает нейронный импульс на систему мембран. Она разделяет между собой клетки-электроциты, которых в теле угря очень, очень много. Одни из них всегда заряжены положительно, вторые отрицательно, поэтому когда мембрана раскрывается, возникает движение ионов напряжением до 150 милливольт на каждую клетку. Что в сумме может давать до 600 В в зависимости от габаритов особи.
Положительный и отрицательный заряды в электроцитах создаются за счет химических реакций, что несложно повторить в гидрогеле. При помощи 3D-печати были созданы два листа размера чуть больше A4, на которых 2500 капель разных видов гидрогеля соседствовали друг с другом. При совмещении листов происходил контакт, который запускал переток ионов и давал электрический ток напряжением 110 В.
Дальнейшая оптимизация технологии привела к сложению листов по принципу оригами, что позволяет все поле с каплями геля ужать до размеров одной точки в пространстве. И тем самым многократно повысить эффективность выработки энергии – геометрия живых клеток угря имеет схожий вид. Теперь ученые работают над тем, чтобы научиться печатать гидрогелем рисунки меньшей толщины. Это позволит разместить на той же площади больше ячеек и повысить эффективность электрогенерации.
При должном уровне миниатюризации такую систему можно будет смонтировать прямо на коже или во внутренних органах человека без риска для здоровья. А это уже пассивный источник энергии для будущих имплантов.