3D-gedruckte Aalorgane liefern die Stromquelle für zukünftige Herzschrittmacher und Roboter

Vor kurzem wurde Zitteraal Forscher untersucht und auf Salz und Wasser hängen gefunden Strom für Tausende von Jahren zu erzeugen, durch den Zitteraal kann bis zu 100W Leistung und 600V Strom Beute für Raubtiere produziert, haben Wissenschaftler erst jetzt damit begonnen, diese zu verwenden, biodynamische Saatgutversorgung, verwenden sie es für eine Vielzahl von Anwendungen, die den Schrittmacher und die Zukunft der Robotik kann treiben.

Es wird berichtet, dass diese Entdeckung 13. Dezember in der ‚Nature‘ -Magazin. AdolpheMerkle vom Institut der Universität Freiburg unter der Leitung von Forschern an der University of California, San Diego und der University of Michigan, die Studie aufgenommen, die so genannte künstliche Zitteraal veröffentlicht wurde Organentwicklung, eine Reihe von Hydrogelen flexible Batterieartige Vorrichtung aus auf Wasser basierende Polymer Mischungen davon genannt.

Wie in der Studie beschrieben, ließ sich das Team vom elektrischen Aal inspirieren und verwendete es im Labor 3D Drucker Effektiv Reverse Engineering.MsShtein, Associate Professor für Materialwissenschaften und Engineering an der Universität von Michigan, Co-Autor MaxShtein erklärt: "Aal Polarisierung und Depolarisierung von Tausenden von Zellen, um diese Hochspannungs-transient, aus einem technischen Blickwinkel zu lösen Schau, das ist ein sehr attraktives System, wir müssen seine Leistungsindikatoren verstehen, die grundlegenden Bausteine ​​und wie man sie benutzt. "

Der Grundmechanismus der elektrischen Aal Kraft um den transmembranären Transport Phänomen genannt wird. Im wesentlichen Zellen, die Elektrode entlang des elektrischen Organ des Aal Körperabschnittes bilden, wenn die Aalmast Beute innerhalb dieser Zellen und um ein positiv geladenes Natrium Ionen und Kaliumionen strömen Aal Kopf, Schwanz elektrische lebenden Zellen in positiven Ladungen und negativen Ladungen führen. jedes Ergebnis durch die Batteriespannung von etwa 150 mV fließt. Während dies nicht viel klingen, aber diese elektronischen Zellen Spannung plus mehr Leistung, wie eine Taschenlampe AAA-Batterie Lineup gleich.

In Aalen können diese Zellen hunderte von Volt erzeugen - einschließlich dem, was Wissenschaftler versuchen zu reproduzieren -, aber anstatt Natrium und Kalium zu verwenden, haben Forscher ein System ähnlicher Natriumsalze und Chloride geschaffen, Die natürliche Zusammensetzung, die in Kochsalz gefunden und dann in wasserbasierten Hydrogelen gelöst wird. Der am weitesten entwickelte Organismus, der vom Adolphe Merkle Institut der Universität Fribourg verwendet wird 3D Drucker Das Team erzeugte Tausende von winzigen Tröpfchen dieses salzigen Hydrogels auf Plastikfolien, die mit Hydrogeltröpfchen aus reinem Wasser gegen das zweite Blatt gedrückt wurden. Die abwechselnden Tropfenmuster ähnelten denen in Aalen Die Elektrolytkammern sind sehr ähnlich, was zu einer beeindruckenden elektrischen Leistung führt: Die 612 künstlichen Aalzellen erzeugen 110 Volt Elektrizität, ungefähr die gleiche Energiemenge wie ein Haushaltsgerät.

Natürlich haben die Wissenschaftler nicht getan, was sie im Labor für die komplexen organischen Systeme getan haben, die sich vor Millionen von Jahren natürlich entwickelten, sagt Erstautor Michael Meryer, Professor für Biophysik am Merkle-Institut, erklärt: Elektronische Organe sind so komplex, dass sie mehr Energie erzeugen, als wir im Labor nachahmen, aber für uns ist es wichtig, dieses Muster zu kopieren. "Derzeit weist Mayer darauf hin, dass die Hydratation seines Teams funktioniert Das Leimsystem kann nur sehr energiesparende Geräte stimulieren. Mayer sagte: "Das nächstgelegene Gerät, das wir versorgen können, kann jedoch ein Schrittmacher sein, indem es ihre Forschung und Anpassung anpasst 3D-Druck Noch dünnere Gele erlauben uns, stärkere elektrische Ausgaben zu machen.

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