หอยแมลงและกุ้งก้ามกรามช่วยแก้ปัญหาการจ่ายเชื้อเพลิงได้เป็นอย่างดี สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังไม่มีระบบหลอดเลือดที่สัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่มี ความแตกต่างก็เหมือนกับการเปรียบเทียบสนามโกคาร์ทกับรถบั๊มเปอร์ แทนที่จะต้องปฏิบัติตามแนวทางปิด กลูโคสและโมเลกุลอื่นๆ สามารถเดินทางได้อย่างอิสระรอบร่างกายของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ความพร้อมของเชื้อเพลิงที่มากขึ้นนี้ทำให้สิ่งมีชีวิตที่มีระบบไหลเวียนโลหิตแบบเปิดเป็นเป้าหมายที่น่าสนใจสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพที่มีเอนไซม์
นักเคมี Daniel Scherson จาก Case Western Reserve University
ในคลีฟแลนด์ชอบทำงานกับแมลง “มันเป็นเรื่องน่ารำคาญที่จะได้รับอนุญาตให้จัดการกับสัตว์” เขากล่าว “NIH ไม่ได้ถือว่าแมลงเป็นสัตว์ ดังนั้นคุณไม่จำเป็นต้องทบทวนการทดลองแมลงตามหลักจริยธรรม” ในรายงานปี 2012ในวารสาร American Chemical Societyนั้น Scherson และเพื่อนร่วมงานได้อธิบายว่าพวกเขาคิดค้นเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพที่มีเอนไซม์ที่ใช้หายใจในอากาศโดยใช้แมลงสาบได้อย่างไร
พลังหอยทาก
ในเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพแบบง่ายนี้ อิเล็กโทรดที่เคลือบด้วยเอนไซม์จะทะลุผ่านเปลือกของหอยทากไปยังของเหลวที่อุดมด้วยกลูโคส สิ่งที่ใส่เข้าไปแสดงการรวมกันของเอนไซม์ทั่วไป จุดมุ่งหมายคือการผลิตไฟฟ้าให้เพียงพอสำหรับจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก
ที่มา: E. Katz/Clarkson Univ. เครดิต: James Provost
เขามองว่าแมลงสาบเป็นผู้ตอบแบบแรกรุ่นต่อไป “มีปัญหาจริงในการสร้างโดรนขับเคลื่อนด้วยตัวเอง เช่น คลานใต้ซากปรักหักพัง” เชอร์สันกล่าว เขาคิดว่าดีกว่าหุ่นยนต์น่าจะเป็นแมลงหุ่นยนต์ เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพสามารถให้พลังงานแก่การสื่อสารระหว่างแมลงและผู้ควบคุมระยะไกลที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของมัน
ความคิดไม่ได้ไกลขนาดนั้น นักวิจัยจาก North Carolina State University
ในเมืองราลี ได้แสดงให้เห็นว่าสามารถควบคุมการเคลื่อนไหวบางอย่างทั้งในแมลงสาบและแมลงเม่า Scherson จินตนาการถึงการเพิ่มเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพที่จะให้พลังงานแก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมแมลงที่เป็นหุ่นยนต์หรือสำหรับเซ็นเซอร์ที่สามารถบอกผู้เผชิญเหตุคนแรกได้ว่าพื้นที่นั้นปลอดภัยสำหรับมนุษย์หรือไม่ เขาได้สาธิตรูปแบบพื้นฐานแล้ว นั่นคือ แมลงสาบเคลื่อนที่ที่มีชีวิต ซึ่งสร้างพลังในตัวเองในการส่งสัญญาณไปยังเครื่องรับ
นอกจากนี้ เขายังคิดว่าการออกแบบนี้สามารถปรับใช้กับไมโครโฟนหรือกล้องเพื่อจ้างแมลงให้เป็นสายลับได้ “ถ้าแมลงวันบินอยู่ในห้องหรือติดอยู่กับกำแพง คงไม่มีใครคิดว่ามันพิเศษอะไร” เขากล่าว “เว้นแต่ว่าบั๊กจะมีอุปกรณ์บันทึกที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง” เขาบอกว่าซีไอเอได้ติดต่อไปแล้ว
สิ่งมีชีวิตสามตัวดีกว่าตัวเดียว?
เมื่อสองปีที่แล้ว Evgeny Katz ตัดสินใจที่จะขยายขอบเขตออกไป โดยมองหาแนวทางและความร่วมมือใหม่ๆ เพื่อเร่งความก้าวหน้าไปสู่อุปกรณ์ที่พร้อมใช้งานภาคสนาม ด้วยสำเนียงรัสเซียที่หนาและผมสีขาวและหนวดที่พุ่งพรวด การมองโลกในแง่ดีของ Katz นั้นติดเชื้อได้
เขาเริ่มต้นด้วยหอยทาก เช่นเดียวกับคนอื่น ๆ ก่อนหน้าเขา Katz มองเห็นเอาต์พุตไฟฟ้าในเซลล์เชื้อเพลิงของเขาลดลงอย่างรวดเร็ว โดยลดลงสามในสี่ในครึ่งชั่วโมงแรก อย่างไรก็ตาม ทีมงานของเขาที่มหาวิทยาลัยคลาร์กสันในพอทสดัม นิวยอร์กพบว่าสามารถไปถึงระดับเดิมได้ครั้งแล้วครั้งเล่าหากหอยทากได้รับอาหารและอนุญาตให้พักผ่อน
เพื่อให้ได้พลังมากขึ้น แคทซ์จึงเริ่มรวบรวมสัตว์ต่างๆ เข้าด้วยกัน หอยสามตัวที่มีเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพได้เปลี่ยนมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กในการทดลองที่รายงานในเดือนกันยายน 2555 วิทยาศาสตร์ พลังงานและสิ่งแวดล้อม ในปีถัดมา ทีมของเขาใช้กุ้งล็อบสเตอร์สองตัวเพื่อขับเคลื่อนนาฬิกาดิจิทัล จากนั้น Katz ก็เข้ามาใกล้พอๆ กับที่ใครๆ ก็ได้ตระหนักถึงเป้าหมายที่ยาวที่สุดประการหนึ่งของเทคโนโลยี นั่นคือ การใช้อุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการเพื่อเลียนแบบสภาวะในระบบไหลเวียนโลหิตของมนุษย์ Katz ใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจโดยใช้เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพที่เชื่อมต่อกันห้าเซลล์
มันเป็นความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ แต่ก็ไม่ได้แปลว่าสัตว์ที่มีชีวิตได้ดี เมื่อเขาพยายามฝังเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพสองเซลล์ในกุ้งล็อบสเตอร์ตัวเดียว เขารู้สึกประหลาดใจที่พบว่าเซลล์เหล่านี้สร้างพลังงานมากกว่าเซลล์เดียวเพียงเล็กน้อยเท่านั้น กุ้งก้ามกรามที่มีของเหลวและเนื้อเยื่อนำไฟฟ้าลัดวงจร แทนที่จะทำวงจรให้สมบูรณ์โดยใช้อิเล็กโทรดทั้งสี่ กระแสจะข้ามจากแคโทดของเซลล์หนึ่งไปยังแอโนดของอีกเซลล์หนึ่ง โดยปล่อยให้อิเล็กตรอนครึ่งหนึ่งและพลังงานไฟฟ้าติดอยู่
credit : tollywoodactress.info canyoubebought.com whitneylynn.net oenyaw.net 4theloveofmyfamily.com actuallybears.com polonyna.org agardenofearthlydelights.net nothinyellowbuttheribbon.com bostonsceneparty.com
