» Электрический угорь подсказал ученым, как создать новый источник питания
18.12.2017 16:27

Электрический угорь подсказал ученым, как создать новый источник питания

Источник перевод для gearmix ()

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.

Подпись к изображениюЭтот лист был сложен с использованием принципов оригами и имитирует процесс генерации электрического тока электрическим угрем

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.

Астрофизическое оригами

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.



ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ


© Gearmix 2013
Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Понравилась статья?
Поделись с друзьями!

x

Комментарии запрещены.