Ученые из Университета Линчепинга разработали прототип энергостистемы для синтетических мышц, в которой не используются батареи для хранения энергии. Вместо этого она может, пусть и не так эффективно, как живой организм, получать электроны из смеси глюкозы и кислорода. И не только глюкозы, что в перспективе позволит перевести роботов на питание «подножным кормом».
Синтетическая мышца построена на основе полимера пиррола, главное свойство которого – резкое изменение объема при получении заряда электрического тока. Ученые взяли две тонких полипиррольных пластинки и разделили их мембраной. Если подвести ток к одной пластине, ионы из нее устремятся через мембрану к другой, где и будут поглощены. Из-за потерь частиц первая пластина сожмется, вторая же из-за избытка расширится, что со стороны смотрится как изогнувшаяся дугой напряженная мышца.
Источником тока в данном случае может быть что угодно. В Линчепинге разработали покрытие для полимера из слоя энзимов, которые служат катализатором – достаточно опустить конструкцию в водный раствор глюкозы и обеспечить доступ к кислороду, как запустится реакция выработки электрического тока. Это тот же самый процесс, что происходит в живых организмах, где фермент глюкоза сжигается в присутствии кислорода, чтобы высвободить энергию. Осталось лишь доработать архитектуру системы, чтобы минимизировать потери этой энергии.
На следующем этапе ученые ставят цель добиться полного контроля над процессом и проверить работоспособность системы в течение многих циклов. Если все будет удачно, начнутся эксперименты с другими ферментами, благо, их в природе предостаточно. А идеалом станет такая энергосистема для роботов, которая сможет использовать в качестве топлива любой потенциальный источник ферментов – от грязи в луже до промышленных отходов.
