Thiết bị cảm biến sử dụng điện năng từ hóa chất bên trong côn trùng

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).

Thiết bị cảm biến sử dụng điện năng từ hóa chất bên trong côn trùng

Kết quả của nghiên cứu này đã được đăng tải trực tuyến 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.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Biến chất thải hạt nhân thành pin sạch nhờ kim cương

Biến chất thải hạt nhân thành pin sạch nhờ kim cương

Chất thải hạt nhân vẫn luôn là mối lo ngại chính yếu về môi trường, nhưng sớm thôi, nó có thể trở thành một nguồn năng lượng sạch.

Đăng ngày: 01/12/2016
Du thuyền năng lượng mặt trời của Triều Tiên bắt đầu hoạt động

Du thuyền năng lượng mặt trời của Triều Tiên bắt đầu hoạt động

Thuyền năng lượng mặt trời Ngọc Lưu được lắp 80 tấm pin năng lượng mặt trời, có thể chở 50 - 60 khách, bắt đầu hoạt động ở sông Đại Đồng, Bình Nhưỡng, Triều Tiên.

Đăng ngày: 28/11/2016
Mỹ phát triển robot nhằm thống trị đáy đại dương

Mỹ phát triển robot nhằm thống trị đáy đại dương

Washington đang đầu tư mạnh cho các phương tiện chiến đấu không người lái dưới nước nhằm thống trị đáy đại dương qua đó nắm lợi thế trước đối phương.

Đăng ngày: 28/11/2016
Dự đoán công nghệ xe hơi trong 10 năm tới

Dự đoán công nghệ xe hơi trong 10 năm tới

Xe hơi sẽ được trang bị thêm các công nghệ tiên tiến như hệ thống kiểm soát hành trình, hỗ trợ đi đúng làn đường, phanh tự động, lái tự động trong 10 năm tới.

Đăng ngày: 28/11/2016
Máy lọc khổng lồ bất lực trước không khí ô nhiễm Bắc Kinh

Máy lọc khổng lồ bất lực trước không khí ô nhiễm Bắc Kinh

Chiếc máy lọc không khí do một công ty Hà Lan thiết kế cho kết quả đáng thất vọng trước tình trạng ô nhiễm khói mù nghiêm trọng ở Bắc Kinh.

Đăng ngày: 27/11/2016
Robot sân bay biết nói 28 thứ tiếng và truy tìm tội phạm

Robot sân bay biết nói 28 thứ tiếng và truy tìm tội phạm

Những giây phút làm thủ tục tại sân bay sẽ dễ chịu hơn nếu bạn được trò chuyện với một chú robot thông minh có hình dạng đáng yêu.

Đăng ngày: 26/11/2016
Singapore đã dùng công nghệ để biến nước thải thành nước uống ra sao?

Singapore đã dùng công nghệ để biến nước thải thành nước uống ra sao?

Từng phải đối mặt với vấn nạn tương tự khoảng 5 thập kỷ trước, quốc gia láng giềng Singapore đã có những phương pháp rất khôn ngoan để giải quyết triệt để vấn nạn ô nhiễm.

Đăng ngày: 25/11/2016
Tiêu điểm
Khoa Học News