Технологии Людьми-киборгами удивить кого-то в наши дни сложно. Теперь ученые взялись за живые организмы. Исследователи занялись трансформированием живых существ в батареи, способные питать крошечные шпионские устройства и датчики. В лаборатории им удалось то, что можно назвать новым шагом к тому времени, когда энергию моллюсков будут использовать для питания электродвигателя.
Та же группа ученых ранее показала, как улитки-электростанции смогли выжить после имплантации биотопливных ячеек. На этот раз американские и израильские исследователи вживили имплантаты в трех живых моллюсков, а затем подключили всех их вместе в качестве аккумулятора. Производимой ими электроэнергии хватило бы на то, чтобы включить электродвигатель.
"При работе с моллюсками перед нами стояла задача в сборке отдельных ячеек в батареях", - рассказал Евгений Кац (Evgeny Katz) профессор химии из Университета Кларксона в Потсдаме, Нью-Йорк.
Кац и его коллеги имплантировали клетки биотоплива, прикрепляя электроды в полости тела моллюсков, наполненные кровью. Таким образом уровень сахара в крови служил источником энергии для биотопливных клеток. Исследователи позволяли моллюскам отдыхать между периодами сбора энергии, чтобы моллюски могли восстанавливать уровень сахара в крови.
Ученые перепробовали различные способы подключения всех трех моллюсков в качестве коллективной живой батареи. Схема последовательной цепи увеличивала напряжение батареи (электрический потенциал), а параллельная - ток. Однако общее электричество часто менялось в зависимости от здоровья каждого моллюска в отдельности.
"Вариации, которые были обычными для нормальных гальванических элементов, было непросто подобрать для живых клеток, так как все они имеют различные электрические свойства в зависимости от физиологического состояния каждого", - пояснил Кац.
Три моллюска зарядили конденсатор с почти 29 миллиджоулями в течение часа. Этой энергии достаточно, чтобы электродвигатель заработал примерно на четверть полного оборота. Для сравнения, 75-ваттная лампочка использует 75 джоулей (75000 миллиджоулей) в секунду.
Эти испытания, конечно, по-прежнему далеки от освоения живых существ в качестве крошечных шпионов, способных питать гаджеты. Но они представляют собой один из немногих экспериментов, при которых проводятся попытки извлечения электроэнергии из живых организмов. Обнаружено только три задокументированных случая из других лабораторий, при которых биотопливные клетки имплантировали в кроликов, крыс и насекомых-киборгов.
По словам Каца, в их опытах существуют некоторые технические проблемы - большинству электронных устройств необходимо больше энергии, чем можно получить от имплантированных клеток. Исследователи намерены провести новые эксперименты, чтобы проверить, насколько хорошо живые батареи смогут питать микроэлектронные устройства. Далее в списке у них: омары-киборги.
Работа исследователей была опубликована в онлайн-версии журнала Energy & Environmental Science.
