Para ilmuwan selalu mencari cara yang lebih aman dan lebih alami untuk menyalakan perangkat yang masuk ke tubuh kita. Lagi pula, siapa yang benar-benar membutuhkan elemen baterai beracun dan operasi penggantian? Satu organisme yang cukup bagus untuk menghasilkan daya biokompatibel (setidaknya untuk dirinya sendiri) adalah belut listrik, dan para ilmuwan sekarang telah menggunakan spesies bertegangan tinggi sebagai cetak biru untuk perangkat pengisian daya baru yang menjanjikan yang suatu saat bisa menghasilkan daya seperti alat pacu jantung, prostetik dan bahkan lensa kontak.
Belut listrik menghasilkan tegangan melalui tumpukan panjang sel tipis yang berjalan dari ujung ke ujung melalui tubuh mereka. Disebut elektroksi, sel-sel ini menciptakan listrik dengan membiarkan ion natrium masuk ke satu ujung dan ion kalium dari ujung yang lain, semuanya pada waktu yang bersamaan. Tegangan yang dibuat oleh setiap sel kecil, tapi secara bersama-sama, tumpukan dalam belut tunggal bisa menghasilkan sebanyak 600 V.
Untuk menciptakan efek ini, para periset dari University of Fribourg, University of Michigan dan University of California San Diego beralih ke perbedaan salinitas antara air tawar dan air asin. Mereka menyimpan hidrogel, gumpalan pengatur ion ke lembaran plastik bening dan memisahkannya dengan membran selektif ion.
Ratusan gumpalan berisi garam dan air tawar disusun dalam pola bolak-balik. Ketika tim memiliki semua kompartemen gel ini dan menyambungkannya satu sama lain, mereka mampu menghasilkan 100 V melalui apa yang dikenal sebagai reverse electrodialysis, di mana energi dihasilkan melalui konsentrasi garam yang berbeda di dalam air.
Sementara belut memicu kontak simultan dari elektrositnya dengan menggunakan neurotransmitter yang disebut asetilkolin sebagai sinyal perintah, tim ini dengan dengan hati-hati menggunakan pola origami khusus – yang disebut lipatan Miura-ori – ke dalam lembaran plastik. Ini berarti bahwa ketika tekanan diterapkan pada lembaran itu, dengan cepat bentak dan sel-sel bergeser ke posisi yang tepat untuk menciptakan listrik.
Perangkat, yang oleh tim disebut sebagai organ listrik buatan, tidak berada di taman bola yang sama dengan belut dalam hal keluaran, namun para periset memiliki beberapa gagasan seputar cara meningkatkan efisiensinya. Ini menunjuk pada energi metabolik yang diciptakan oleh perbedaan ion pada perut belut, atau energi otot mekanis, karena beberapa kemungkinannya, namun mencatat bahwa menciptakan ini akan menjadi tantangan besar.
“Organ listrik pada belut sangat canggih, mereka jauh lebih baik dalam menghasilkan tenaga daripada kita,” kata Mayer. “Tapi yang penting bagi kami adalah meniru dasar-dasar apa yang sedang terjadi.”
Penelitian ini dipublikasikan di jurnal Nature .
