۰ نفر
۱۹ آبان ۱۳۸۸ - ۱۰:۵۵

پژوهشگران با تقلید از فرآیند تولید جریان الکتریکی در مارماهی، باتری جدیدی تولید کرده‌اند که از فرآیندهای زیستی برای تولید جریان برق بهره می‌برد. این باتری می‌تواند یک دستگاه پخش ام.پی.تری را برای 10 ساعت روشن نگاه دارد.

مجید جویا: در دسامبر 2007 / آذر 1386، یک آکواریوم ژاپنی لامپ‌های روی یک درخت کریسمس را به یک مخزن آب که حاوی یک مارماهی الکتریکی بود وصل کرد. بشقاب‌های فلزی که در دو انتهای مخزن آب قرار گرفته بودند، الکتریسیته‌ای را که مارماهی تولید کرده بود جمع آوری می‌کرد و از آن برای تامین روشنایی لامپ‌ها استفاده می‌کرد.

این وسیله به طور قطع، به عنوان یک شیرین‌کاری تبلیغاتی کار تاثیرگذاری بود. اما به گزارش اکونومیست، تعدادی از پژوهشگران در آمریکا باتری جدیدی تولید کرده‌اند که از روش مشابهی برای تولید برق بهره می‌برد.

تعداد زیادی از مخلوقات از اختلاف غلظت یون‌ها (اتم‌های دارای بار الکتریکی) در بدن خود برای انجام کارهای مختلف استفاده می‌کنند. برای مثال مغز بشر به تکانه‌های الکتریکی اتکا می‌کند تا یون‌های کلسیم را آزاد کند که به نوروترانسمیتر‌ها می‌چسبد و این نوروترانسمیترها نیز در مقابل، با باقی سیستم عصبی ارتباط برقرار می‌کنند.

مکانیزمی که به مارماهی Electrophorus electricus اجازه می‌دهد با یک تکان ناگهانی، قدرتی معادل یک پریز دیواری تولید کند؛ از اختلاف در غلظت یون‌های سدیم موجود در تقریبا شش‌هزار عدد از سلول‌های ویژه‌ای به‌نام الکتروسیت بهره می‌برد. معمولا این سلول‌ها از نظر الکتریکی با یکدیگر ارتباط ندارند. زمانی که این نوع مارماهی بر روی طعمه‌اش مستقر می‌شود، یک سری از دروازه‌های سلولی را باز می‌کند که یون‌ها می‌توانند توسط آنها شارش یابند. این حرکت یون‌های باردار شده در زمانی که مارماهی در یک محلول رسانای همانند آب باشد، منجر به تولید جریان برق می‌شود.

دیوید لاوان از موسسه ملی استاندارد و فناوری مریلند و همکارانش، می‌خواستند که بر روی عملکرد غشای سلول‌های زنده و پروتئین‌های آنها پژوهش کنند. آنها پژوهش‌های خود را با آزمایش بر روی تعدادی از پروتوسل‌های مصنوعی شروع کردند. این سلول‌ها همانند سلول‌های واقعی توسط غشای ساخته شده از مولکول‌های چربی احاطه شده بودند و پروتئین‌های شناور در این غشاءها تنها به یون‌ها اجازه عبور می‌دادند. با استفاده از این روش محققین دریافتند که به این ترتیب قادر خواهند بود که فرایند تولید الکتریسیته مارماهی‌ها را تقلید کنند.

این گروه دو پروتوسل را با همدیگر ترکیب کردند و در نتیجه، آن دو در بخشی از غشای فعال با هم مشترک شدند. سپس غلظت کمی از کلرید پتاسیم را به یک سلول سنتزی و محلولی با غلظت بیشتر را به دیگری اضافه کردند. معمولا اختلاف در غلظت‌های یون‌های پتاسیم و کلرید منجر به این خواهد شد که یون‌ها از سلول سنتزی با غلظت کمتر به سلول با غلظت بیشتر حرکت کنند و البته در این مورد، ضخامت غشاء بین دو سلول آن قدر زیاد بود که خیلی اجازه جابجایی‌هایی از این نوع را نمی‌داد.

سپس، دکتر لاوان و همکارانش یک پروتئین به نام آلفا- همولیزین را در غشای این سلول سنتزی قرار دادند. این عامل به مانند یک پل انتخابی اجازه عبور یون‌های باردار شده با بار مثبت سدیم را می‌داد، در حالی که یون‌های منفی کلرید اجازه عبور نداشتند. در حالی که یون‌های گزینش شده در یک مسیر حرکت می‌کردند، الکترون‌ها (که بار منفی دارند) در مسیر مخالف جریان داشتند. برای آن‌که بشود از این جریان برق استفاده کرد، اعضای گروه دو الکترود بسیار کوچک را به این سلول‌های سنتزی متصل کردند.

آنها در مقاله خود که در نشریه ادونس‌متریال منتشر شده، اعلام کردند در صورتی که از الکترودهایی استفاده شود که مقاومت عایقی مواد تشکیل دهنده آنها مانند مقاومتی باشد که هنگام عبور یون‌ها از یک پروتوسل به پروتوسل دیگر تجربه شده باشد، آنها خواهند توانست که جریان قابل استفاده‌ای را برای یک بازه زمانی مفید تحمل کنند. افزودن پروتوسل‌های بیشتر نیز عمر باتری را افزایش خواهد داد. طبق محاسبات دکتر لاوان دو عدد از این پروتوسل‌ها به عرض چندین سانتی‌متر می‌توانند یک دستگاه جیبی پخش ام.پی.تری را برای 10 ساعت روشن نگه دارند. کسی چه می‌داند، شاید عیدی سال تحویل شما این باشد!

کد خبر 23891

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
1 + 1 =