Người ta biết rằng giống lươn điện (electrophorus electricus) có khả năng phóng ra những luồng điện mạnh để hạ các đối thủ nguy hiểm hay là các con mồi. Năm ngóai, một viện hải học của Nhật đã nối những bóng đèn mắc trên cây Giáng Sinh với một bể có chứa lươn điện. Những miếng kim loai ở cuối bể chứa luơn đã khiến cho điện phóng ra từ thân lươn thắp sáng được các bóng đèn trên cây Giáng Sinh. Sự kiện này đã làm cho người ta phải kinh ngac. Bây giờ, một số nhà khảo cứu tại Hoa Kỳ đã hoàn thành được một loại pin tạo ra điện với cùng một cơ chế sinh điện của giống lươn điện.

Nhiều sinh vật đã xử dụng sự khác biệt nồng độ các ions trong cơ thể để sinh hoạt, Ions là những nguyên tử mang điện tích. Thí dụ như ở bộ óc con người, sự hoat động là dựa trên những luồng điện làm phóng ra những ions calcium bám trên các "nhân tố chuyên chở thần kinh” . Các nhân tố chuyên chở thần kinh này nhờ đó sẽ liên lac với các phần khác của hệ thần kinh. Cái cơ chế giúp lươn điện phóng ra luồng điện giật mạnh tương tự như một ổ điện trên tường nhà là do ở sự khác biệt nồng độ ions Sodium của khoảng 6,000 tế bào sinh điện (eletrocytes) trong cơ thể lươn điện. Các tế bào có điện thế này bình thường là trong tình trạng cách điện với nhau. Khi lươn điện tim ra muc tiêu muốn tấn công, thì sẽ mở hàng loạt “những cửa cách điện” để các ions chạy qua. Những di chuyển của các ions chứa điện này sẽ tạo ra dòng điện, với điều kiện là "lươn điện" ở trong một môi trường dẫn điện, thí dụ như nước là một chất dẫn điện..

David La Van, thuộc Viện Quốc gia " Standards and Technology" tai Maryland và các cộng sự viên của ông đã muốn khảo cứu về cơ chế hoạt động của các màng tế bào sống và các chất đạm (proteins) trong màng tế bào. Để bắt đầu, ông dùng những tế bào nhận tạo gọi là protocells để làm thí nghiệm. Các tế bào nhân tạo này cũng có một màng bao quanh như các tế bào sống, làm bằng chất béo và các chất đạm nổi “bồng bềnh” trong màng tế bào, y hệt như trong các tế bào sống. Họ thấy rằng các chất đạm (proteins) này chỉ cho vài loai ions dặc biệt được di chuyển qua mà thôi. Từ đó họ nghĩ rằng có thể bắt chước cơ chế phát sinh ra điện của "lươn điện".

Nhóm khảo cứu nhập 2 protocells vào nhau để chúng có chung một phần màng tế bào. Sau đó họ cho dung dịch muối potassium (potassium chloride) pha loãng vào một protocell và một dung dịch nước muối đậm đặc hơn vào protocell kia. Sự khác biệt về nồng độ của potassium và chloride giữa hai protocells, bình thường ra, sẽ tạo sự di chuyển của các ions từ nơi dung dịch loãng về phía các dung dịch đặc.. Tuy nhiên, trong trường hợp thí nghiệm này, màng tế bào nằm giữa 2 protocells quá dầy nên nhiều ions không di chuyển qua được.

Sau đó, Dr, Lavan và các cộng sự viên đặt một chất đạm (protein) gọi là alpha-hemolysin vào màng tế bào của protocells. Chất này hoạt động như một cây cầu đặc biệt, chỉ cho các ions sodium có dương tính đi qua, nhưng không để chloride có âm tính trôi lọt Khi các ions dương tính được chọn lựa chạy về một chiều thì các điện tử có dấu hiệu âm tính (electrons) chạy về chiều ngược lại. Do đó một dòng điện được sinh ra. Để xử dụng dòng điện, nhóm khảo cứu nối các điện cực nhỏ xíu vào các protocells.

Họ phúc trình trong “Advanced Materials” rằng họ có thể duy trì được dòng điện này. Dr. Lavan cho rằng chỉ cần dùng 2 protocells, với kích thước vài phân (centimetre là có thể chạy một máy phát nhạc digital trong khỏang 10 tiếng đồng hồ. Có lẽ, đây sẽ là một món quà Giáng Sinh mới chăng?

Mai Phương

12/09