Un team di ricercatori ha copiato la fisiologia del pesce creando una nuova batteria biologica a base di acqua e idroegel
(Rinnovabili.it) – Arriva da un team di scienziati internazionali una nuova bio-batteria pieghevole creata per l’elettronica indossabile. A vederla nel suo primo abbozzo strutturale, non è altro che tante gocce multicolore messe in fila. Eppure in quei minuscoli bottoncini di idrogel si nasconde l’ultimo esperimento di contaminazione tra mondo della ricerca energetica e studio della natura. Sì perché, il cuore tecnologico del dispositivo è stato creato replicando la capacità degli elettrofori (comunemente chiamati anguille elettriche) di generare potenti campi elettrici. L’anguilla, che in realtà anguilla non è, è in grado di sviluppare una differenza di potenziale dell’ordine di alcune centinaia di volt, abbastanza per stordire anche un cavallo. Questo potere deriva da specifiche cellule chiamate elettrociti, la cui struttura è molto simile a quella di una batteria.
In assenza di stimolazione, queste cellule, grandi e piatte, espellono attivamente dal loro interno ioni di sodio e potassio a carica positiva. Quando l’impulso nervoso (in risposta, ad esempio, a una minaccia) raggiunge gli elettrociti, provoca l’apertura di pori e il passaggio degli ioni positivi dall’esterno all’interno della cellula, lasciando le cariche negative sulla faccia esterna. L’alternanza di queste cariche permette la creazione di corrente. Ciò è possibile anche perché il tessuto che circonda gli elettroliti li isola e indirizza la corrente verso l’acqua e ritorno, creando in circuito completo. A causa del modo in cui sono impilate le celle, le piccole tensioni individuali si sommano regalando un effetto finale significativo.
Le anguille elettriche possono sincronizzare contemporaneamente la carica e la scarica di migliaia di cellule nei loro corpi, con una velocità e capacità di sincronizzazione definita da Max Shtein, scienziato dei materiali all’Università del Michigan, “uno schema di cablaggio piuttosto intelligente”.
Shtein e i colleghi provenienti dall’Università della California e da quella tedesca di Friburgo hanno ricreato questo meccanismo producendo una bio-batteria pieghevole ed estremamente morbida
Come funziona la bio-batteria pieghevole?
Il gruppo ha copiato la fisiologia del pesce creando circa 2.500 unità di sodio e cloruro disciolte in un idrogel a base di acqua. Hanno stampato file di minuscoli bottoni multicolore su lunghi fogli di plastica, alternando gli idrogel salati con quelli fatti solo d’acqua. Quindi hanno realizzato un secondo foglio a base di gocce di idrogel selettivo, ciascuna delle quali consentisse il passaggio del cloruro caricato positivamente o caricato negativamente.
Quando i fogli sono stati piegati, usando una tecnica dell’origami, in maniera tale che le gocce si toccassero fra loro, generando elettricità. La nuova batteria pieghevole è solo all’inizio ma i primi test hanno dimostrato che è in grado di offrire una tensione di 110 Volt. I ricercatori sperano di poter aumentare la potenza del sistema rendendo le membrane idrogel più sottili e di riuscire ad imitare la capacità dell’anguilla di usare i propri fluidi corporei per mantenere le differenze nella concentrazione di elettroliti tra gli elettrociti. Ciò potrebbe rendere possibile alimentare in modo permanente un dispositivo, impiantato in un tessuto biologico, senza input esterni.
