Chemia Środowisko

W przyszłości mogą szpiegować nas owady

Autor: Agata Kukwa


Wyobraźcie sobie idealne urządzenie szpiegowskie. Jest małe, ciche i przede wszystkim nie rzuca się w oczy. Perfekcyjny sprzęt, którym można sterować i w dowolnej chwili przemieszczać zdalnie w wybrane miejsce. Być może w tajnych (jeśli istnieją) laboratoriach CIA albo FBI stworzono już takie urządzenie, jednak naukowcy z Ohio idą o krok dalej.

Wszystkie, nawet najmniejsze urządzenia muszą posiadać dostęp do źródła energii elektrycznej. Jej składowanie na dłuższą metę może być kłopotliwe ze względu na wielkość baterii, która czasami musiałaby przewyższać wielkość samego urządzenia.

Daniel Scherson i jego zespół postanowili skonstruować ogniwo paliwowe, które wykorzystuje cukry zawarte w hemolimfie owadów. Najistotniejsze jednak jest to, że po wprowadzeniu ogniwa do organizmu owad pozostaje żywy.

W ogniwie zastosowanym przez zespół Schersona wykorzystano enzymatyczne reakcje kaskadowe, które pozwalają na konwersję energii magazynowanej w cukrach w energię elektryczną.

W pierwszym etapie enzym rozkłada cukier trehalozę, czego produktem są dwie cząsteczki glukozy. Trehaloza jest cukrem zawartym w hemolimfie owadów, produkowanym na okrągło, w miarę jak dany osobnik przyjmuje pokarm. Następnie glukoza jest utleniana, a uwolnione elektrony transportowane do elektrod, gdzie następuje ich przechwycenie i dostarczenie do cząsteczek tlenu. Efektem tego, opisanego w dużym uproszczeniu, procesu jest prąd.

Samica karalucha podłączona do ogniwa paliwowego przez zespół z Ohio / fot. J. Am. Chem.Soc. 2012, 134, 1459

„Karaluchowe” ogniwo w trakcie eksperymentów generowało napięcie równe 0.2 V. To niewiele, dlatego zespół profesora Schersona czeka jeszcze wiele pracy. Samo wszczepienie owadowi ogniwa paliwowego, które wykorzystuje płyny ustrojowe nie uśmiercając nosiciela, jest już ogromnym osiągnięciem.

Takie rozwiązanie eliminuje problem przyczepiania karaluchowi pakunków z kolektorami pozyskującymi energię elektryczną z ruchu czy promieni słonecznych. Ukrycie ogniwa wewnątrz owada zostawia miejsce na inny sprzęt, który może mu się przydać w akcji.

Naukowcy już mówią o tym, jak wykorzystać owady-cyborgi dla dobra ludzkości. Pomysły sięgają od pomocy w poszukiwaniach osób uwięzionych pod gruzami, przez eksplorację jaskiń czy innych niedostępnych dla nas miejsc, aż do stałego monitoringu środowiska poprzez czujniki przenoszone na przykład przez pszczoły.

Zapewne wszystkie służby wywiadowcze zacierają jednak ręce na samą myśl o wykorzystaniu owadów z wewnętrznym ogniwem paliwowym w zupełnie innych celach. Słowo pluskwa, którym potocznie określa się jeden z typów podsłuchów, może nabrać całkiem dosłownego znaczenia w ciągu najbliższych kilkunastu lat.

Print Friendly, PDF & Email

O autorze

Agata Kukwa

Absolwentka Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej. Magister technologii ochrony środowiska, inżynier ochrony i zarządzania środowiskiem. Obecnie doktorantka w Katedrze Informatyki Ekonomicznej na Wydziale Zarządzania Uniwersytetu Gdańskiego. Interesuje się nowymi technologiami oraz stymulowaniem działalności innowacyjnej w Polsce.