英国《自然》杂志12日发布了一项工程学最新进展: 欧洲科学家报告了首个模拟发电细胞的 '电器官' . 这是一种利用生物相容性材料制成的柔性超级电源, 灵感源于电鳗, 符合软体机器人的需求, 并将在移植物, 可穿戴设备上发挥巨大潜力.
自然界一向被视为人类各种技术思想及重大发明的源泉, 科学家们研究自然界生物体的结构与功能原理, 并依据这些原理发明出新的设备和技术. 研究人员此次研发的模拟发电细胞的超级电源, 正是从 '水中高压线' ——电鳗身上获得灵感. 电鳗是一种以短暂强力放电而闻名的鱼类, 可以瞬间产生高达100瓦特的强大电力击昏猎物. 奇妙的是, 它还能随意放电, 自行掌握放电时间和强度. 电鳗所依赖的不是电池, 而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.
瑞士弗里堡大学研究人员迈克尔·梅耶及其同事借此开发出了一种水凝胶基管状系统, 可以很好地模拟发电细胞的相关特征. 他们还精心设计了一个类似折纸一样的折叠结构来帮助控制放电, 由此最终得到的电源, 能够产生和电鳗相仿的电压.
研究人员表示, 随着技术与生物体的融合不断推进, 具有生物相容性, 机械顺从性并且能捕捉生物系统内部化学能的电源, 已成为一种必需. 而今问世的是世界首个利用生物相容性材料制成的软体, 柔性, 透明的 '电器官' , 非常符合软体机器人的相关需求——非硬质且不需要插入接通.
论文作者表示, 下一代设计如能改进性能, 则该系统将更广泛用于移植物, 可穿戴设备和其他移动设备电源, 真正打开 '电器官' 供应的大门.
