L'appareil électrique inspiré de l'anguille atteint 110 volts :cette photo représente l'imprimé, mise en œuvre haute tension de l'organe électrique artificiel. Une bio-imprimante 3D a été utilisée pour déposer des matrices de gouttelettes de précurseur de gel sur des substrats en plastique, qui ont ensuite été durcis avec une lumière UV pour les convertir en gels solides. Gels de haute salinité et de basse salinité alternés (gels rouges et bleus, respectivement) ont été imprimés sur un substrat, et alternant les gels sélectifs pour les cations et les anions (gels verts et jaunes, respectivement) ont été imprimés sur un second substrat. Lorsqu'il est superposé, ces gels se connectent pour former une voie conductrice de 612 cellules de gel tétramères qui peuvent être utilisées pour générer jusqu'à 110 volts. Crédit :Anirvan Guha et Thomas Schroeder
Dans un effort pour créer une source d'énergie pour les futures technologies implantables, une équipe dirigée par Michael Mayer de l'Université de Fribourg, avec des chercheurs de l'Université du Michigan et de l'UC San Diego, développé un appareil électrique inspiré de l'anguille qui produisait 110 volts à partir de gels remplis d'eau, appelés hydrogels. Leurs résultats montrent qu'une source d'énergie douce peut tirer parti de l'énergie chimique d'un système biologique.
Anirvan Guha, étudiant diplômé à l'Institut Adolphe Merkle de l'Université de Fribourg, présentera la recherche lors de la 62e réunion annuelle de la Biophysical Society, du 17 au 21 février, à San Francisco, Californie. Inspiré par la capacité de l'anguille électrique à générer des centaines de volts, Guha et ses collègues ont empilé des hydrogels pleins d'eau salée de différentes forces.
Les ions sont des atomes ou des molécules chargés et lorsque les ions s'accumulent de chaque côté d'une membrane cellulaire, ils forment un gradient d'ions. Les chercheurs ont récupéré de l'énergie à partir du potentiel électrique, ou tension, à travers les gradients ioniques. Au fur et à mesure que de plus en plus d'hydrogels étaient empilés les uns sur les autres, plus l'augmentation de la tension est importante. Les chercheurs ont pu produire jusqu'à 110 volts.
Pour empiler les milliers d'hydrogels individuels nécessaires pour générer plus de 100 volts, les chercheurs ont utilisé une imprimante qui "dépose de petites gouttelettes de gel ... avec la précision et la résolution spatiale pour imprimer une matrice de près de 2, 500 gels sur une feuille de la taille d'un morceau de papier d'imprimante normal, " a dit Guha.
Le prochain objectif de l'équipe est d'augmenter le courant traversant l'hydrogel. "À l'heure actuelle, nous sommes dans la gamme des dizaines à des centaines de microampères [l'unité de base pour mesurer un courant électrique], qui est trop faible pour alimenter la plupart des appareils électroniques, " a dit Guha.
À l'avenir, l'équipe de recherche espère que leurs résultats aideront à développer des sources d'énergie pour les dispositifs implantables qui peuvent "utiliser les gradients [ioniques] qui existent déjà dans le corps humain, " dit Guha. " Alors vous pourrez peut-être créer une batterie qui se recharge en permanence, car ces gradients ioniques sont constamment rétablis dans le corps."
