科技前沿丨电池能贴皮肤上灵感来源于电鳗

曾经给予伏打设计电池灵感的电鳗,在两百年之后又启发了这种新电池的诞生。电鳗的所有放电体可以同时翻转,它们的微小电压加起来就能产生强大的电能。

电鳗是一种淡水鱼类,能通过特化的肌肉组织放电。它们的体长可达两米,而放电器官的长度就可达体长的80%。在放电器官中有数以千计的特化肌肉细胞,称为“放电体”(electrocyte)。每个放电体只能产生很小的电压,但数千个放电体合在一起,就能产生高达伏的电压,足以击倒一个人,甚至一匹马。电鳗的放电机制为伏打提供了发明电池的灵感,使他成为一位19世纪的名人。

两个世纪之后,电池已经成为我们的日常用品。但即使现在,电鳗依然在为科学家提供灵感。在瑞士弗里堡大学,由迈克尔·迈耶(MichaelMayer)领导的研究团队就发明了一种模仿电鳗放电器官的新型柔性电池。这种电池由一些不同颜色的凝胶块组成,像电鳗的放电体一样以长条排列。如果想启动电池,你只需要把这些凝胶块叠在一起。

与传统电池不同,这款新型电池十分柔软、灵活,或许能用在下一代软体机器人身上。而且,由于电池所用的材料可以和我们的身体相容,因此具有促进开发下一代起搏器、假肢和医用植入物的潜力。想象一下能发电的隐形眼镜,或者能依靠我们体内液体和盐分运行的起搏器,所有这些产品的灵感或许都将来自电鳗。

目前这种电池还需要主动充电。一旦激活,它们可以提供几个小时的电能,直到不同凝胶之间的离子水平达到平衡。此时就需要再次充电,用电流使凝胶回到高盐和低盐交替排列的状态。不过,施罗德指出,我们的身体能够不断补充含有不同离子浓度的体液蓄存,有朝一日或许能利用这些蓄存来开发电池。

从本质上说,这会使人类的身体变得更接近电鳗。尽管把其他人电倒的可能性很低,但利用我们体内的离子梯度,或许可以为一些小体积的医学植入物供电。当然,要实现这样的目标还有很长的路要走。

作者:任天

编辑:丁娜

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青海科技报

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