Nhóm các nhà
nghiên cứu dẫn
đầu bởi Daniel
Scherson, giáo
sư hóa học…
làm việc tại Đại học Case Western Reserve, Ohio, Hoa Kỳ, đã phát
triển thành công tế bào nhiên liệu sinh học cấy ghép (sản xuất ra điện
năng từ nguồn các hóa chất có sẵn trong cơ thể gián) dùng để cung cấp
điện năng cho các thiết bị (cảm biến, ghi âm, kiểm soát lỗi…) được tích
hợp trên cơ thể côn trùng (gián).
| Kết quả của nghiên cứu này đã được đăng tải trựctuyến trên Tạp chí
“the American Chemical Society”. |
Kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng: Bạn dễ dàng điều khiển côn
trùng (con gián) thông qua việc sử dụng các cảm biến hoặc các thiết bị
kích thích các tế bào thần kinh (hoạt động nhờ nguồn điện năng được
tạo ra từ chính các nguồn hóa chất bên trong cơ thể con gián).
Chìa khoá của quá trình biến đổi hoá năng là việc sử dụng một loạt các
enzim tại dương cực. Enzim đầu tiên sẽ phá vỡ đường: trehalose, (vốn
được tạo ra liên tục từ thức ăn của gián) thành hai loại đường đơn giản
hơn (lúc này điện cực đầu tiên đã được chèn trong xoang bụng của con
gián cái). Enzim thứ hai sẽ ôxy hóa đường đơn (monosaccharides) và
giải phóng các điện tử. Các dòng điện tử chuyển động hướng về âm
cực, nơi xảy ra phản ứng oxy (từ không khí) hóa khử các điện tử và tạo
ra nước.
Bởi vì côn trùng có hệ tuần hoàn hở cho nên quá trình tuần hoàn máu
không chịu nhiều áp lực. Để xác định đầu ra của các tế bào nhiên liệu,
các nhà nghiên cứu sử dụng một ổn áp. Công suất đạt gần 100
microwatts (với điện áp khoảng 0,2V) trên mỗi cm vuông. Cường độ
dòng điện tối đa đạt khoảng 450 microamps trên mỗi cm vuông.
Các nhà nghiên cứu đang tiến hành các bước nghiên cứu vật liệu
nhằm chế tạo ra các tế bào nhiên liệu (và thiết bị phát tín hiệu tiêu tốn
ít năng lượng, kèm pin có thể sạc lại) có thể cấy ghép lên cơ thể con
côn trùng (con gián) mà bảo đảm con côn trùng này vẫn bay nhảy,
hoạt động bình thường.
Trong tương lai, một con côn trùng (con gián chẳng hạn) sẽ được
trang bị cảm biến để đo lượng khí độc hại trong một căn phòng, và
truyền kết quả đo đạc qua sóng vô tuyến; sử dụng loại pin có thể tự nạp
điện hàng giờ trước khi tiếp tục hoạt động trở lại.