從電鰻身上獲得靈感，科學家利用水凝膠研發出模擬發電細胞的超級電源
2017-12-14 來源：科技日報
自然界一向被視為人類各種技術思想及重大發明的源泉，科學家們研究自然界生物體的結構與功能原理，并依據這些原理發明出新的設備和技術。研究人員此次研發的模擬發電細胞的超級電源，正是從“水中高壓線”——電鰻身上獲得靈感。電鰻是一種以短暫強力放電而聞名的魚類，可以瞬間產生高達100瓦特的強大電力擊昏獵物。奇妙的是，它還能隨意放電、自行掌握放電時間和強度。電鰻所依賴的不是電池，而是成千上萬的發電細胞，這些細胞堆疊在一起可以大量放電。
近日，英國《自然》雜志發布了一項工程學最新進展：美國密歇根大學和瑞士弗里堡大學科學家合作報告了首個模擬發電細胞的“電器官”。這是一種利用陽離子聚丙烯酰胺水凝膠材料制成的柔性超級電源，靈感源于電鰻，符合軟體機器人的需求，并將在移植物、可穿戴設備上發揮巨大潛力。
研究人員Michael Mayer及其同事借此開發出了一種水凝膠基管狀系統，可以很好地模擬發電細胞的相關特征。他們還精心設計了一個類似折紙一樣的折疊結構來幫助控制放電，由此最終得到的電源，能夠產生和電鰻相仿的電壓。
研究人員表示，隨著技術與生物體的融合不斷推進，具有生物相容性、機械順從性并且能捕捉生物系統內部化學能的電源，已成為一種必需。而今問世的是世界首個利用生物相容性材料制成的軟體、柔性、透明的“電器官”，非常符合軟體機器人的相關需求——非硬質且不需要插入接通。
論文作者表示，下一代設計如能改進性能，則該系統將更廣泛用于移植物、可穿戴設備和其他移動設備電源，真正打開“電器官”供應的大門。
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（責任編輯：xu）
