两百多年前
意大利物理学家伏特
从电鳗身体结构得到启发
发明了最早的电池——
伏打电池
如今
由瑞士弗里堡大学和美国密歇根大学
加利福尼亚大学的研究团队
共同研制了一种新型电池
同样受到电鳗的启发
这种软体电池
由分布着小色块的柔性薄膜组成
只要把这两个柔性薄膜对接在一起
相互挤压的小色块便会产生微小的电压
当成千上万的小色块聚集在一起时
便能产生高达V的电压了
这个电池的特点就在于
它非常柔软灵活
很适合下一代软体机器人使用
而且由于它使用的材料不会 人体
所以下一代心脏起搏器、
假肢和医用植入物也可以用得上
也许有一天就会出现
靠人体内液体和盐分运行的起搏器
为了开发这种电池
团队成员汤姆-施罗德(TomSchrodr)
和安妮·古哈(AnirvanGuha)
对电鳗的工作原理进行了研究
此前的科学研究已经发现
电鳗之所以能够发电
依赖的是成千上万的发电细胞
这些细胞堆叠在一起可以大量放电
并且依靠盐和水产生电力
当鳗鱼处于休息状态时,每个发电细胞就从正面和背面泵出正离子。产生了两个相反的电压,相互抵消了。但是在需要的时候,每个发电细胞的背面就会翻转,从相反的方向泵出正离子,让整个细胞产生一个微小的电压。
关键是,每个发电细胞都会同时进行这个翻转操作,所以这些微小的电压加总起来就更加强大了。这就好像是鳗鱼尾巴上有数千个小电池一样。
之后,他们想到可以制造大量的细胞膜来模仿发电细胞堆,但是这些材料无法大量操作,因为如果一个破了,整个系统就会停摆。
,选了更简单的一种装配方式,在两片板材上排列放置凝胶块。请看下图中的底板,红色凝胶含有盐水,蓝色的含有淡水,离子可以从红色凝胶流到蓝色凝胶,但是由于凝胶是分散的,所以离子并不能流动。当另一块板材上的绿色和*色凝胶桥连上红蓝凝胶之间的缝隙时,离子就有了移动的通道。
绿色凝胶块只允许正离子流过
而*色凝胶块只允许负离子通
这意味着正离子只从一侧流入蓝色凝胶,而负离子则只能从另一侧流入。这样蓝色凝胶上就会产生一个电压,与发电细胞很相似。而且正如在发电细胞中一样,每个凝胶只产生一个微小的电压,但成千上万的凝胶排成一排之后,就可以产生高达伏的电压了。
不过
承载凝胶的板材不能过大
密歇根大学的工程师MaxShtin提出了一个聪明的解决办法——折纸。用把太阳能板放进卫星的折叠方式来折叠凝胶板,然后把每个颜色的顺序排好,这样整个电池所占的空间就会小很多,大小只有隐形眼镜那么大,说不定哪天真的可以佩戴到身上。
目前电池还需要你给它充电才能使用
充好之后
它们的供电时间可达几个小时
然后就需要再次充电
让它重新回到
高盐分和低盐分凝胶交替的状态
但研究团队表示
人体内本来就有
不同离子水平的液体储存
有朝一日或许能够利用它们
来给这种电池充电
小翌认为:
那以后岂不是
每个人都会像电鳗一样了么
我们被衣服上的静电电一下
都受不了
更别说V的电压了
研究人员指出
可以利用体内的离子原料
为小的植入物供能
虽然现阶段
这项科技还处于初步的设想
但是
这项研究在电力上的不断探索
为科学届带来了诸多的贡献