Lõuna-Ameerika Amazonase ja Orinoco jõgikondades tiikide ja ojade mudastest põhjadest libisevad elektriangerjad võivad põhjustada piisavalt võimsa löögi, et hobune jalast maha lüüa. Nende võimsus pärineb rakkudest, mida nimetatakse elektrotsüütideks ja mis tühjenevad angerja jahil või tunnevad end ohustatuna.
Nüüd on teadlaste inspiratsiooniks nendest angerjatest (tegelikult mitte tehniliselt angerjatest, vaid kalatüübist), et töötada välja uued energiaallikad, mis võiksid ühel päeval inimkehas elektriseadmeid toita, näiteks südamestimulaatorid, andurid ja proteesid organid.
Elektriangerjad saavad sünkroniseerida üheaegselt oma kehas tuhandete rakkude laadimist ja tühjenemist, ütles uurimistööga tegelenud Michigani ülikooli materjaliteadlane Max Shtein.
"Kui mõtlete teha seda väga kiiresti - [vaid sekundi murdosa jooksul] tuhandete rakkude jaoks korraga, siis on see üsna nutikas juhtmestiku skeem, " ütleb ta.
Elektrilise angerja elektrotsüüdid on suured ja lamedad, sadu on horisontaalselt üksteisega kokku laotud. Nende virnastamisviisi tõttu on rakkude pisikesed individuaalsed pinged märkimisväärsed. See on võimalik, kuna ümbritsev kude isoleerib elektrotsüüdid, nii et pinge voolab kala ees vette - uimastades või tappes saak või ähvardusi -, siis voolab tagasi, et luua täielik vooluring.
Fribourgi ülikooli Shteini kaastöötaja Michael Meyeri juhitud meeskond üritas angerja füsioloogiat kopeerida, luues umbes 2500 ühikut veepõhistes hüdrogeelides lahustatud naatriumi ja kloriidi kohta. Nad printivad pikkadele plastlehtedele välja pisikeste mitmevärviliste hüdrogeelide nuppude read, vaheldumisi soolased hüdrogeelid lihtsalt veega tehtud kätega. Seejärel printisid nad välja teise laenguga selektiivsete hüdrogeelide lehe, millest igaüks võimaldas positiivse laenguga naatrium- või negatiivselt laetud kloriidgeelidel läbi pääseda. Kui lehed olid spetsiaalse origami tehnika abil volditud, puudutasid vahelduvad geelid elektrit. Süsteem genereeris 110 volti - korralik juke, kuid palju vähem kui angerja väljundvõimsus, millel on õhemad, madalama takistusega elemendid.
Laengutega selektiivsed hüdrogeelid soolalahuse (punane) ja magevee (sinine) hüdrogeelide lehe peal (Michigani ülikool) Meeskond, kuhu kuulusid ka Fribourg'i ülikooli ja San Diego California ülikooli teadlased, kirjutas oma prototüübist möödunud kuul ajakirjas Nature .
Hüdrogeeli süsteem on pehme ja paindlik, mis võib muuta selle potentsiaalselt heaks jõuallikaks pehmete keredega robotitele, mille liikumist takistavad kõvad akud. See ei sisalda ka traditsiooniliste akude potentsiaalselt mürgiseid koostisosi, nagu plii. Ja kuna süsteem on valmistatud pigem kunstlikest komponentidest kui bioloogilisest koest, on sellel väike immuunsuse hülgamise potentsiaal.
Teadlased loodavad, et nad saavad süsteemi jõudu suurendada, muutes hüdrogeeli membraanid õhemaks. Samuti loodavad nad jäljendada angerja võimet kasutada oma kehavedelikke, et säilitada erinevusi elektrolüütide kontsentratsioonis elektrotsüütide vahel. See võimaldab implanteeritud seadet püsivalt toita ilma välise sisendita.
"Elektriliste angerjate biopatareide ilu seisneb selles, et nende tööpõhimõtted on lihtsad ja voolu tekitamiseks liikuvad laetud osakesed on hõlpsasti kättesaadavad - peamiselt lihtsalt ioonid lahuses nagu lauasoolas -, mis esinevad meie kehas looduslikult, " ütleb Harold Zakon, Austini Texase ülikooli neuroteaduse professor, kes uurib elektrilisi angerjaid. "Kuna elektriliste elundite rakke laetakse ioonide liikudes läbi rakumembraanide, ei peaks neid kunagi seina või välise vooluallika külge ühendama, vaid need peaksid laetuna hoidma keha enda energiat."
