Рост цен на энергоносители заставил ученых обратиться к самым нетрадиционным методам получения электроэнергии. Последняя новинка из области биоэнергетики -- сверхэлектрический угорь, клетки которого, по мнению авторов работы, можно использовать для питания небольших электромеханических устройств.
Электрогенерирующие клетки угря можно модифицировать и использовать для небольших электромеханических устройств, считают Дэвид Ла Вен (David LaVan) из Национального института стандартов и технологий (NIST) и Цзянь Сюй (Jian Xu) из Йельского университета (Yale University). Они разработали математическую модель, которая, по их словам, превосходит предыдущие в своей точности. С ее помощью они определили необходимые константы и затем построили модель идеальной электрической клетки. Согласно расчетам математиков, эффективность электроснабжения угря с помощью молекулярного дизайна можно повысить аж на 40%. А кластер из искусственных клеток способен давать постоянный ток мощностью 300 микроватт и поддерживать функционирование небольшого электромеханического устройства.
[v1]
Система клеток электрического угря, называемых электроцитами, способна давать разряд до 650 вольт (правда, сила такого тока очень мала). Механизм этого процесса схож с деятельностью нервной системы при передаче нервного импульса. В обычном состоянии ион-проницаемая клеточная мембрана обеспечивает разделение заряда, и внутри электроцитов аккумулируется отрицательный заряд. При возбуждении в клетках выделяется ацетилхолин, кстати, играющий аналогичную роль и в передаче нервного импульса. Он провоцирует раскрытие селективных каналов в клеточной мембране; при этом происходит перераспределение зарядов в пространстве и возникает разность потенциалов в одном из направлений, которое и становится направлением передачи сигнала. Сигнал в свою очередь провоцирует раскрытие следующих каналов. Такая цепная реакция и служит источником электрического тока. Затем происходит закрытие каналов, а исходный ионный баланс восстанавливается -- это «режим релаксации».
[v2]
Рост цен на энергоносители заставляет западных исследователей вертеться как угорь на сковородке в деле использования альтернативных источников энергии. Так что, по всей видимости, в ближайшее время стоит ожидать оптимизации ферментативной системы домашних животных с целью получения большего количества природного газа.
Результаты работы опубликованы в пресс-релизе NIST.
