目前,一只国际科研团队正在以电鳗为研究对象,研发新型的电力系统。在12月13日的科学周刊《自然》中,科研团队发布了 的研究成果。
电鳗体内有一些细胞就像小型的叠层电池(排列在身体两侧),当它被神经信号所激励时,能陡然使离子流通过它的细胞膜。(普通动物的细胞都有这个能力,但是缺乏定向控制机制。动物体内不同组织的细胞有很多种不同的离子通道,同时让大量离子定向流动形成电流。)电鳗的尾部为正极,头部为负极,输出电压可达-伏。
科研团队研究发现,电鳗发电时,细胞内的带正电荷的钠离子和钾离子从尾部涌向头部,每个细胞约产生毫伏电压,所有细胞加在一起就能发挥出几百伏的电压了。
通过扫描等技术,科研团队获取了电鳗的细胞结构,然后通过逆向工程建立了3D模型。科研团队将纳和氯合成,组成一种化合物,接着溶解在水基水凝胶中,然后通过生物3D打印机,在塑料片上打印出数千个圆点(模拟电鳗细胞结构)。 ,再以纯水制成的水凝胶为原料,在另外一张塑料片上3D打印出数千个小圆点(模拟电鳗细胞结构)。
将两张塑料片叠加在一起后,就会产生电能,大概个圆点可产生伏的电能。不过这项研究还处于前期,发电效率还远远达不到电鳗的效率。后期,研发团队将把重点放在两个方向,一个是通过3D打印模拟出电鳗细胞的结构(目前还达不到%的模拟);另一个是制作出更薄更有效率的水凝胶。
最终的目标是制造出一种柔性的电池,为起搏器,机器人等设备供电。
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