Električne jegulje, koje se slijevaju po blatnjavim dnima ribnjaka i potoka u slivovima rijeke Amazonke i Orinoco u Južnoj Americi, mogu izazvati šok dovoljno snažan da konja sruši s nogu. Njihova snaga dolazi iz stanica zvanih elektrociti koji se ispuštaju kad jegulja lovi ili se osjeća ugroženo.
Sada, istraživači crpe inspiraciju iz ovih jegulja (ne tehnički jegulja, u stvari, već vrsta ribe) kako bi razvili nove izvore energije koji bi jednog dana mogli napajati električne uređaje u ljudskom tijelu, poput pejsmejkera, senzora i protetika organi.
Električne jegulje mogu istovremeno sinkronizirati punjenje i pražnjenje tisuća stanica u svojim tijelima, kaže Max Shtein, znanstvenik za materijale sa Sveučilišta u Michiganu koji je radio na istraživanju.
"Ako razmišljate o tome vrlo brzo - u samo djeliću sekunde - za tisuće ćelija istovremeno, to je prilično pametna shema ožičenja", kaže on.
Elektrociti električne električne jegulje su veliki i ravni, sa stotinama vodoravno složenima. Zbog načina slaganja, sićušni pojedinačni naponi ćelije povećavaju značajnu brzinu. To je moguće zato što okolno tkivo izolira elektricitet tako da napon teče naprijed u vodu ispred ribe - zapanjujući ili ubijajući plijen ili prijetnje - a zatim teče natrag da stvori potpuni krug.
Tim koji je predvodio Shteinov suradnik Michael Meyer sa Sveučilišta u Friburgu pokušao je kopirati fiziologiju jegulja stvorivši oko 2.500 jedinica napravljenih od natrijuma i klorida otopljenih u hidrogelima na bazi vode. Ispisali su redove sitnih raznobojnih gumba hidrogela na dugim listovima plastike, izmjenjujući slane hidrogele s onima napravljenim samo s vodom. Zatim su ispisali drugi list hidrogela koji su selektivni nabojem, od kojih je svaki omogućio prolaz kroz pozitivno nabijene natrijeve ili negativno nabijene kloridne gelove. Kada su plahte bile presavijene pomoću posebne tehnike origami, izmjenični gelovi dodiruju i stvaraju električnu energiju. Sustav je stvorio 110 volti - pristojan nalet, ali daleko manje od snage jegulje koja ima tanje stanice sa manjim otporom.
Hidrogeli koji se selektiraju sa nabojem na vrhu fiziološkog (crvenog) i slatkovodnog (plavog) hidrogela (Sveučilište u Michiganu) Tim, u kojem su sudjelovali i istraživači sa Sveučilišta u Fribourgu i Kalifornijskog univerziteta San Diego, prošlog je mjeseca pisao o svom prototipu u časopisu Nature .
Sustav hidrogela je mekan i fleksibilan, što ga može učiniti potencijalno dobrim izvorom energije za robote mekih tjelesa čiji će pokreti onemogućavati tvrde baterije. Također ne sadrži potencijalno toksične sastojke tradicionalnih baterija, poput olova. A budući da je sustav napravljen od umjetnih komponenti, a ne biološkog tkiva, ima mali potencijal imunološkog odbacivanja.
Istraživači se nadaju da će moći poboljšati snagu sustava čineći hidrogene membrane tanjim. Također se nadaju da će oponašati sposobnost jegulja da koristi vlastite tjelesne tekućine za održavanje razlika u koncentraciji elektrolita između elektricita. Ovo bi moglo omogućiti trajno napajanje implantiranog uređaja bez vanjskog ulaza.
"Ljepota električnih baterija od jegulja je u tome što su načela na koja djeluju jednostavna, a napunjene čestice koje se kreću da stvaraju struju lako su dostupne - u biti samo ioni u otopini poput kuhinjske soli - koji se prirodno događaju u našim tijelima." kaže Harold Zakon, profesor neuroznanosti na Sveučilištu u Teksasu u Austinu koji proučava električne jegulje. "Budući da se ćelije električnih organa nakupljaju kretanjem iona kroz stanične membrane, one se nikada ne bi trebale uključivati u zid ili vanjski izvor napajanja, već bi se oslanjale na tjelesnu energiju kako bi ih napunile."
