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      在鯊魚的電感覺器官中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)子傳導(dǎo)物質(zhì)
      
			
      
				2019-01-22 11:21:31
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      鯊魚，冰鞋和射線可以使用一系列被稱為L(zhǎng)orenzini壺腹的不尋常器官來(lái)探測(cè)獵物和其他動(dòng)物產(chǎn)生的非常微弱的電場(chǎng)。這些電感覺器官究竟是如何工作的仍然是一個(gè)謎，但一項(xiàng)新研究揭示了一條可能對(duì)其他研究領(lǐng)域產(chǎn)生影響的重要線索。
      

      在鯊魚的電感覺器官中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)子傳導(dǎo)物質(zhì)
      

      最初由Stefano Lorenzini于1678年描述，Lorenzini的壺腹可見于頭部周圍皮膚和鯊魚，冰鞋和射線(稱為軟骨魚類，軟骨魚類的子類)的小毛孔。每個(gè)孔都對(duì)環(huán)境開放，并通過一個(gè)充滿透明粘稠果凍的長(zhǎng)管連接到一組電感應(yīng)細(xì)胞。
      

      在5月13日發(fā)表于Science Advances的新研究中，來(lái)自華盛頓大學(xué)加州大學(xué)圣克魯茲分校和弗吉尼亞梅森貝納羅亞研究所的一組研究人員研究了這種果凍的特性。他們發(fā)現(xiàn)果凍是一種非凡的質(zhì)子傳導(dǎo)材料，據(jù)報(bào)道生物材料具有最高的質(zhì)子傳導(dǎo)性。相應(yīng)的作者，加州大學(xué)圣克魯茲電氣工程副教授Marco Rolandi說，它的電導(dǎo)率僅比目前最先進(jìn)的質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物(Nafion)低40倍。
      

      “對(duì)果凍中高質(zhì)子傳導(dǎo)性的觀察是非常令人興奮的，”羅蘭迪說。“我們希望我們的研究結(jié)果可能有助于未來(lái)對(duì)Lorenzini壺腹部和整個(gè)器官的電感知功能的研究，這本身就是非常特殊的。”來(lái)自幾個(gè)壺腹的信號(hào)的整合允許鯊魚，冰鞋和射線檢測(cè)到每厘米5納伏的電場(chǎng)變化。但是，這種微弱的信號(hào)如何從毛孔傳遞到感覺細(xì)胞一直是一個(gè)爭(zhēng)論的問題。研究人員推測(cè)果凍中的硫酸化聚乙二醇可能有助于其高質(zhì)子傳導(dǎo)性。
      

      質(zhì)子傳導(dǎo)率是材料或溶液傳導(dǎo)質(zhì)子(正氫離子)的能力。Rolandi解釋說，在具有許多有序氫鍵的系統(tǒng)中，例如水合親水聚合物，質(zhì)子傳導(dǎo)可沿著這些鍵的鏈發(fā)生。在技??術(shù)應(yīng)用中，質(zhì)子導(dǎo)體如Nafion可用作燃料電池中的質(zhì)子交換膜。
      

      “我第一次測(cè)量果凍的質(zhì)子傳導(dǎo)性，我真的很驚訝，”第一作者Erik Josberger說，他是華盛頓大學(xué)Rolandi團(tuán)隊(duì)的電氣工程博士生。“導(dǎo)電率僅比Nafion小40倍。”
      

      材料科學(xué)和其他領(lǐng)域的研究人員可能對(duì)這一新發(fā)現(xiàn)感興趣。Rolandi說，這一發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用可能包括非常規(guī)傳感器技術(shù)。
      
			

			
        
      
			
      
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