La recherche imite les anguilles électriques

Des chercheurs ont démontré qu’il est possible de construire des cellules artificielles qui reproduisent le comportement électrique de l’anguille.

Certaines espèces de poissons possèdent des cellules électriques, appelées électroplaques ou électrocytes. Le mécanisme biologique qui permet de provoquer une décharge, de 500 à 600V de tension chez l’anguille et plusieurs ampères d’intensité, est comparable à celui des neurones.

L’arrivée d’un signal chimique déclenche l’ouverture de canaux très sélectifs dans une membrane cellulaire, qui entraîne l’arrivée d’ions de sodium et le départ d’ions de potassium. L’échange d’ions augmente la tension à travers la membrane, ce qui ouvre davantage de canaux. A partir d’un certain point, une réaction en chaîne se déclenche, provoquant une impulsion électriques qui voyage à travers les cellules.

Alors que les cellules nerveuses peuvent s’activer rapidement, mais avec relativement peu de puissance, les électrolytes ont un cycle plus lent, mais délivrent davantage de puissance pendant des périodes plus longues.

Des recherches menées par l’Université de Yale et l’Institut National américain de Standards et Technologie (NIST) ont permis de mettre au point une modélisation informatique complexe de ces cellules. Ces travaux ouvrent la voie à la création de futures cellules artificielles produisant du courant. Mieux, leur efficacité pourrait être sensiblement améliorée et offrir ainsi jusqu’à 40 % de puissance en plus par rapport à celles des anguilles.

Une telle technologie pourrait offrir une source d’alimentation à des implants médicaux et d’autres dispositifs miniatures, pensent les chercheurs. En principe, des couches de cellules empilées dans un cube d’un peu plus de 4 mm de côté pourraient ainsi fournir une puissance de sortie d’environ 300 microwatts.

Les résultats de ces recherches ont été publiés dans la revue Nature Nanotechnology.

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