La integraci\u00f3n de la tecnolog\u00eda dentro de organismos vivos requiere fuentes energ\u00e9ticas que sean biocompatibles, flexibles y capaces de aprovechar la energ\u00eda qu\u00edmica del interior de los sistemas biol\u00f3gicos. Las bater\u00edas convencionales no se dise\u00f1an pensando en estos criterios, pero la naturaleza s\u00ed ofrece algunos ejemplos.<\/p>\n
Uno de ellos es la anguila el\u00e9ctrica (Electrophorus electricus), capaz de generar diferencias de potencial de hasta 600 voltios y corrientes de 1 amperio, con los que logra aturdir a sus presas. Su secreto son los electrocitos, unas c\u00e9lulas especializadas con forma de disco que se apilan para producir grandes descargas.<\/p>\n
Ahora, un equipo internacional de investigadores liderado desde la Universidad de Michigan (EE UU) ha creado un sistema a base de gotas de hidrogel, generadas por impresi\u00f3n 3D sobre un sustrato pl\u00e1stico, que imitan el funcionamiento de los electrocitos.<\/p>\n
Despu\u00e9s, el control de la descarga se realiza mediante un proceso de plegado parecido al de la papiroflexia. En concreto, mediante el llamado pliegue de mapa de Miura (inventado por el astrof\u00edsico japon\u00e9s Koryo Miura), un tipo de doblez utilizado para desplegar los paneles solares de los sat\u00e9lites.<\/p>\n
\u201cAqu\u00ed presentamos un concepto de energ\u00eda, inspirado en el de las anguilas, que usa gradientes de iones entre diminutos compartimentos de hidrogel de poliacrilamida delimitados por membranas selectivas de cationes y aniones\u201d, explican los autores en su estudio, publicado esta semana en la revista Nature.<\/p>\n
Sobre un primer sustrato se deposita una matriz de gotas de gel de forma alterna, unas con alta salinidad y otras con baja salinidad; y se pone otra matriz con los geles selectivos de aniones y cationes sobre un segundo sustrato. Cuando se superponen, se conectan para formar un circuito plegado que genera hasta 110 voltios.<\/p>\n
\u201cA diferencia de las bater\u00edas t\u00edpicas, estos sistemas son blandos, flexibles, transparentes y potencialmente biocompatibles\u201d, destaca el autor principal del trabajo, Michael Mayer, asociado a la Universidad de Michigan y tambi\u00e9n biof\u00edsico en la Universidad de Friburgo (Suiza).<\/p>\n
Las caracter\u00edsticas de este producto apuntan que los futuros \u00f3rganos el\u00e9ctricos artificiales, cuando est\u00e9n plenamente desarrollados, se podr\u00e1n aplicar en robots blandos, as\u00ed como en la activaci\u00f3n de implantes de pr\u00f3xima generaci\u00f3n como marcapasos, biosensores avanzados o dispositivos prot\u00e9sicos en sistemas h\u00edbridos vivos y no vivos.<\/p>\n
\u201cLos \u00f3rganos el\u00e9ctricos de las anguilas son incre\u00edblemente sofisticados, mucho mejores para generar energ\u00eda que este sistema\u201d, reconoce Mayer, \u201cpero lo importante aqu\u00ed ha sido poder replicar los conceptos b\u00e1sicos del proceso”.<\/p>\n