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      電鰻為新型電源提供了靈感
      
			
      
				2018-11-18 12:30:16
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			  來源：GIZMODO
			
      
		
      
				
		
      
			
      新電源與電鰻內的發(fā)電機構有著驚人的相似之處。
      

      這些人造電鰻器官由稱為水凝膠的水基聚合物混合物組成。這種柔軟，靈活的類似電池的設備于12月13日在線發(fā)表在“ 自然”雜志上，可以為軟機器人或下一代可穿戴設備和植入式技術提供動力。
      

      電鰻為新型電源提供了靈感
      

      “這是一種非常聰明的方法”，可以建立具有生物相容性，環(huán)境友好的能源，“商業(yè)化前景光明，”路易斯安那州立大學巴吞魯日的工程師Jian Xu表示，他沒有參與這項工作。
      

      這種新型電源是在沿著電鰻的身體運行的電子器官中稱為電細胞的細胞行之后建模的。當鰻魚擊中它的獵物時，這些細胞內部和之間帶正電的鉀和鈉原子流向鰻魚的頭部，使每個電極的前端為正，尾端為負。該設置在每個電池上產生約150毫伏的電壓。瑞士弗里堡大學的生物物理學家Michael Mayer解釋說，這些電極的電壓加起來，就像一組AAA電池為手電筒供電一樣?？偟膩碚f，鰻魚的電細胞可以產生數(shù)百伏特。
      

      Mayer和他的同事炮制了四個水凝膠，當按特定順序排隊時，它們模仿電極的功能。研究人員設計了幾種將四凝膠人工細胞與其他細胞串聯(lián)的策略。一種技術涉及將水凝膠網(wǎng)格印刷到兩個聚酯片材上，然后將一個片材放在另一個上面，使得水凝膠像拉鏈牙齒一樣交叉?；蛘撸瑢⑺兴z印刷在單個片材上，然后折疊片材，如薄餅一樣堆疊凝膠。
      

      研究人員設計了四種水凝膠的化學組成，這樣一旦單個細胞的所有凝膠都接觸到，它們帶正電荷的鈉原子就會向陣列的一端涌動，而負氯原子則向另一端充滿。就像一個真正的電極細胞一樣，每個四凝膠人工細胞產生130到185毫伏的電力，612個人工鰻魚細胞串聯(lián)產生110伏電壓 - 類似于家用電源插座。
      

      不幸的是，人造鰻魚器官不像它們的生物對應物那樣有效，Mayer說。因此，為這項研究建造的水凝膠系統(tǒng)只能激活非常低功率的儀器。“我們最接近動力的裝置可能是起搏器，”Mayer說。但他認為，調整水凝膠裝置以更接近地模仿真正的鰻魚電子器官 - 比如通過印刷更薄的凝膠 - 可以使這些能源更具魅力。
      

      Mayer還想設計一種新的方法來為人造器官充電。研究人員目前不得不將設備連接到外部電源，將水凝膠的帶電粒子驅回到起始位置，就像將電池插入充電座一樣。
      

      “至少對我而言，圣杯將是設計這種東西，以便它可以在體內充電，”Mayer說。他想象人工鰻魚器官利用整個身體的自然電荷分離儲存的能量，就像胃 - 相對帶正電的 - 和周圍組織之間的能量。這種靈活，生物友好和透明的能源有朝一日可以激活植入的健康傳感器，胰島素泵或高科技隱形眼鏡，將虛擬顯示器投射到佩戴者的視線上。
      
			

			
        
      
			
      
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