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供稿︰中國工控網 2017/12/15 14:17:45
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  電鰻動力的基本機制圍繞著一種叫做跨膜運輸的現象。本質上,電極細胞構成了沿著鰻魚體部的電器官。當鰻魚攝食獵物時,這些細胞內及其周圍帶正電荷的鈉離子和鉀離子涌向鰻魚的頭部,導致電活細胞的正電荷和尾部的負電荷。結果是流過每個約150毫伏電壓的電池。雖然這听起來可能不是很多,但這些電子細胞電壓加上了更多的功率,就像手電筒的AAA電池陣容一樣。

3D打印的電鰻器官可為未來起搏器和機器人提供動力來源

  在鰻魚中,這些電子細胞可以產生數百伏的電壓-包括科學家正在試圖重現的電力。然而,研究人員並沒有使用鈉和鉀,而是建立了一種類似的鈉鹽和氯化物體系,即普通食鹽中發現的天然組合物,然後溶解在水基水凝膠中。弗里堡大學AdolpheMerkle研究所使用最先進的生物3D打印,研究團隊在塑料片上生成了數千個這種咸水凝膠的微小液滴,用純水制成的水凝膠小滴壓在第二片上。交替的液滴模式與在鰻魚中發現的電解質隔室非常相似,導致令人印象深刻的電輸出。612個人工鰻魚細胞可以產生110伏的電能,大約與家用電器的能量相當。

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  當然,科學家們在實驗室里做的東西並沒有達到數百萬年自然演化的復雜有機體系的效率,至少現在還沒有。第一作者,Merkle研究所生物物理學教授MichaelMayer解釋說︰“鰻魚的電子器官是非常復雜的,它們的發電能力要比我們在實驗室模仿的好得多。但對我們來說,重要的是要復制這一模式。”目前,Mayer指出,他的團隊的水凝膠系統只能激發非常低功耗的儀器。Mayer說︰“我們最接近供電的設備可能是一個起搏器。然而,通過調整他們的研究和3D打印甚至更薄的凝膠,我們可以制作出更強的電力輸出。”

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新聞來源︰ 互聯網/OFweek

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