El dispositivo eléctrico inspirado en la anguila alcanza los 110 voltios:esta foto muestra el Implementación de alto voltaje del órgano eléctrico artificial. Se utilizó una bioimpresora 3-D para depositar matrices de gotitas de precursores de gel sobre sustratos de plástico, que luego se curaron con luz ultravioleta para convertirlos en geles sólidos. Geles alternos de alta y baja salinidad (geles rojos y azules, respectivamente) se imprimieron en un sustrato, y geles selectivos de cationes y selectivos de aniones alternos (geles verde y amarillo, respectivamente) se imprimieron en un segundo sustrato. Cuando se superpone, estos geles se conectan para formar una vía conductora de 612 células de gel tetraméricas que se pueden usar para generar hasta 110 voltios. Crédito:Anirvan Guha y Thomas Schroeder
En un esfuerzo por crear una fuente de energía para futuras tecnologías implantables, un equipo dirigido por Michael Mayer de la Universidad de Friburgo, junto con investigadores de la Universidad de Michigan y UC San Diego, desarrolló un dispositivo inspirado en la anguila eléctrica que producía 110 voltios a partir de geles llenos de agua, llamados hidrogeles. Sus resultados muestran el potencial de una fuente de energía blanda para aprovechar la energía química de un sistema biológico.
Anirvan Guha, estudiante de posgrado en el Instituto Adolphe Merkle de la Universidad de Fribourg, presentará la investigación durante la 62a Reunión Anual de la Sociedad Biofísica, celebrado del 17 al 21 de febrero, en San Francisco, California. Inspirado por la capacidad de la anguila eléctrica para generar cientos de voltios, Guha y sus colegas apilaron hidrogeles llenos de agua salada de diferentes concentraciones.
Los iones son átomos o moléculas cargados y cuando los iones se acumulan a ambos lados de la membrana celular, forman un gradiente de iones. Los investigadores recolectaron energía del potencial eléctrico, o voltaje, a través de los gradientes de iones. A medida que se apilaban más hidrogeles uno encima del otro, cuanto mayor sea el aumento de voltaje. Los investigadores pudieron producir hasta 110 voltios.
Para apilar los miles de hidrogeles individuales necesarios para generar más de 100 voltios, los investigadores utilizaron una impresora que "deposita pequeñas gotas de gel ... con la precisión y la resolución espacial para imprimir una matriz de casi 2, 500 geles en una hoja del tamaño de una hoja normal de papel de impresora, "Dijo Guha.
El próximo objetivo del equipo es aumentar la corriente que atraviesa el hidrogel. "Ahora, estamos en el rango de decenas a cientos de microamperios [la unidad básica para medir una corriente eléctrica], que es demasiado bajo para alimentar la mayoría de los dispositivos electrónicos, "Dijo Guha.
En el futuro, el equipo de investigación espera que sus resultados ayuden a desarrollar fuentes de energía para dispositivos implantables que puedan "utilizar los gradientes [de iones] que ya existen dentro del cuerpo humano, "Dijo Guha." Entonces es posible que pueda crear una batería que se recargue continuamente, porque estos gradientes iónicos se restablecen constantemente dentro del cuerpo ".
