Электрический угорь подсказал ученым, как создать новый источник питания

Источник «GearMix» / фото - «gearmix.ru» 18.12.2017 19:40

Командой исследователей из Швейцарии и США создан источник электроэнергии, принцип которого подсказан электрическим угрем. В нём имитируется комплекс из тысяч тонких клеток-электроцитов угря, способных совместно выдавать электрический разряд мощностью до 100 Вт. Угорь использует эту способность для самозащиты и охоты. Авторы изобретения полагают, что это устройство сможет питать медицинские имплантаты.

Электроциты угря находятся в органах, расположенных вдоль тела. Электроциты — дисковидные клетки, вырабатывающие электрический ток — разделены слоями изолятора, и накапливают энергию посредством биохимического процесса, который отбирает из ткани положительные ионы натрия и калия. Каждая клетка создаёт разность потенциалов 150 мВ.

Электрический разряд происходит при открытии ионных каналов, что позволяет ионам переместиться обратно в электролит. Тысячи электроцитов, соединённых последовательно, создают разность потенциалов до 600 вольт. Сила ионного тока, проходящего через воду между головой и хвостом угря, достигает 1 А.

Источник питания был создан группой учёных из университетов Фрайбурга, Мичигана и Калифорнии. Была сымитирована слоистая структура электроцитов угря посредством нанесения на лист массива капель геля четырёх разных видов. Одни капли содержали ионы натрия и хлора, другие — чистую воду. Капли третьего типа способны пропускать ионы натрия, но задерживают ионы хлора; четвёртый тип пропускает ионы хлора, но задерживает натрий.

Чтобы обеспечить контролируемый разряд, был использован приём оригами «складка Миура». Он был придуман японским астрофизиком и используется в солнечных панелях космических аппаратов. Лазером на лист были нанесены бороздки, так чтобы капли соединялись в точно определённом порядке и обеспечивали движение между собой атомов натрия и хлора так, как это происходит в тканях угря.

Новый материал способен создать разность потенциалов 110 вольт при мощности 27 милливатт на квадратный метр. «Электрические органы угря имеют очень сложное строение, и далеко превосходят созданные нами устройства в способности вырабатывать энергию», — признаёт соавтор работы. Группа продолжает работу над усовершенствованием изобретения.

Новость на сайте «GearMix» / Интересные / 2017-12-18T19:40:00+03:00 / 371

Другие новости / Интересные

Интересные