Chip loopt op biostroom

Voor wearables is het misschien nog wel belangrijker om niet met een lege batterij te komen zitten dan voor smartphones en tablets. Maar waarom eigenlijk nog rommelen met batterijen als er een vrijwel onuitputtelijke energiebron in de buurt is: het lichaam. Met dit idee in het achterhoofd hebben onderzoekers van Columbia Engineering een chipje gemaakt dat zijn energie onttrekt aan een bekende biologische energiedrager: het molecuul ATP.

ATP of adenosinetrifosfaat bestaat uit een gemodificeerd suikermolecuul waaraan drie fosfaatgroepen vastzitten. Als een of twee van die groepen worden afgekoppeld, komt er energie vrij. Deze omzetting tot adenosinedi- of adenosinemonofosfaat levert de energie voor ontelbare biologische processen.

De op biostroom draaiende chip beschreven in ‘Nature communications’ kan de energie opgeslagen in ATP’s fosfaatbindingen niet direct gebruiken. Als voedingsbron dient een elektrische potentiaal die in stand wordt gehouden over een dubbellaags membraan dat vergelijkbaar is met een celwand. Speciale eiwitten, ingebed in het membraan, smokkelen natrium- en kaliumionen over de dubbellaag, waardoor het potentiaalverschil ontstaat. De eiwitten hebben ATP nodig om deze arbeid te verrichten.