Nature今日新文电鳗仿生堆叠水凝

电鳗可以产生瓦的放电来震惊猎物,但是如果你用X射线鳗鱼,你不会在里面找到电池组。相反,数以千计的细胞被称为electrocytes沿着它的身体排列,每个产生一个小的离子梯度,因此在他们之间的潜在差异。现在,来自密歇根大学的MichaelMayer及其同事开发了一种模拟电泳机制的水凝胶系统,可用作人造电子器官的软电源。他们安排了一组离子选择性水凝胶串联产生离子梯度,横跨一组四个水凝胶液滴。这些液滴可以串联排列在微流体装置中,或者通过使用折纸原理折叠一系列水凝胶而平行堆叠。最终的结果是能够产生与电鳗产生的电压类似的电压的电源。

该系统在开路时可产生伏特,也可在每节凝胶电池每平方米产生27毫瓦的电压,数千个串联凝胶隔室可以同时被力学刺激激活,这种设计也避免了接触之前的功率消耗。

图:电鳗电器官和人造电器官的形态和作用机理:

a,Electrophoruselectricus.ThetopinsetshowsthearrangementofelectrocyteswithintheelectricorgansofElectrophoruselectricus.Thebottominsetshowsionfluxesinthefiringstate.VOC,open-circuitvoltage.b,Mechanismofvoltagegenerationinelectrocytes.Theposteriormembraneofeachcellisinnervatedanddenselypackedwithvoltage-gatedNa+channels;theanteriormembraneisnon-innervatedandhaspapillarprojectionsextendingintotheextracellular







































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