La integración de la tecnología dentro de organismos vivos requiere una fuente de energía biocompatible, flexible y capaz de aprovechar la energía química del interior de los sistemas biológicos. Las baterías convencionales no se diseñan pensando en estos criterios, pero la naturaleza sí nos ofrece algunos ejemplos.
El ejemplo del que hablaremos en esta noticia es el de la anguila eléctrica (Electrophorus electricus), capaz de generar diferencias de potencial de hasta 600V y corrientes de 1A, con los que logra aturdir a sus presas. Su secreto son los electrocitos, unas células especializadas con forma de disco que se apilan para producir grandes descargas.
Actualmente, 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 impresión 3D sobre un sustrato de plástico, que imitan el funcionamiento de los electrocitos y así conseguir una fuente de energía biocompatible.
El control de la descarga se realiza mediante un proceso plegado parecido al de la papiroflexia. En concreto, mediante el conocido pliegue mapa de Miura, un tipo de doblez utilizado para desplegar los paneles solares de los satélites.
Este “órgano” eléctrico artificial está inspirado, como ya hemos mencionado, en el de las anguilas. Con la ayuda de una impresora 3D se depositan matrices de geles sobre dos sustratos de plástico. En uno se ponen genes alternos de alta salinidad y baja salinidad (rojos y azules, respectivamente), y en el otro, los geles selectivos de cationes y aniones (verdes y amarillos). Cuando se superponen se conectan para formar un circuito de 612 células de gel que producen hasta 110V, de manera que se puede utilizar como una nueva fuente de energía biocompatible.
El autor principal del trabajo, Michael Mayer, asociado de la Universidad de Michigan y también biofísico en la Universidad de Friburgo, Suiza, destaca que, a diferencia de las baterías típicas, estos sistemas son blandos, flexibles, transparentes y potencialmente biocompatibles.
Las características de este producto apuntan a que los futuros órganos eléctricos artificiales, cuando estén desarrollados definitivamente, se podrán aplicar a robots blandos, así como en la activación de implantes de próxima generación como marcapasos, biosensores avanzados o dispositivos protésicos en sistemas híbridos vivos y no vivos.
Finalmente, Mayer reconoce que, los órganos eléctricos de las anguilas son increíblemente sofisticados, mucho mejores para generar una nueva fuente de energía biocompatible que la energía generada por el sistema.