Vor mehr als zweihundert Jahren wurde der italienische Physiker Volt von der Körperstruktur des elektrischen Aals inspiriert und erfand die früheste Batterie - Voltbatterie. Heutzutage, nachdem Menschen das Prinzip der elektrischen Aalentladung studiert hatten, entwickelten sie die Software Batterie "Diese" weiche Batterie "ist weich und flexibel und kann in der nächsten Generation von Softwarerobotern und Herzschrittmachern verwendet werden.
Die neue Software-Batterie wurde von einem Forscherteam der Universität Fribourg, der Universität von Michigan und der University of California in den USA entwickelt und am 13. Dezember in der internationalen Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
Frühere Untersuchungen haben festgestellt, dass der elektrische Aal Strom durch Erzeugung Organe erzeugen kann, Organ Stromerzeugung entfielen 80% seiner zwei Meter langen Körper. Muskeln auf beiden Seiten des Zitteraal Schwanz durch ein dünnes Blatt Muskel Regel gesäumt 6000-10000 Stücke, es Bindegewebe zwischen den durch eine Anzahl von Zentralnervensystem neuralen durch den Kopf einer positive Elektrode getrennten Blätter, eine negative Elektrode tail, jedes Kalkulationsblatt wie eine kleine Muskelzelle kann eine Spannung von etwa 150 mV erzeugen, aber fast zehntausend ' Batterien -Serie, wenn die Entladungsspannung als 600-800 Volt kann so hoch sein, genug, um den Tod einer Person an der Macht, oder sogar ein Pferd.
Das Team von Michael Mayer am Adolphe-Merkle-Institut der Universität Friaul ahmt die Elektrizität erzeugenden Organe von Elektra-Aalen nach, die Gel-Flecken in verschiedenen Farben enthalten Ähnlich wie die elektrischen Zellen des elektrischen Aals. Um die Batterie zu öffnen, drücken Sie einfach das Gel zusammen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien ist diese Batterie weich und flexibel und kann in der nächsten Generation von weichen Robotern verwendet werden. Der menschliche Körper, diese Batterie soll auch verwendet werden, um die nächste Generation von Herzschrittmachern zu schaffen.
Um diese ungewöhnliche Batterie zu entwickeln, begannen Thomas BH Schroeder und Anirvan Guha, Mitglieder des Forscherteams, ausführlich über das Entladungsprinzip von elektrischen Aalen zu lesen, die in langen, mit Flüssigkeit gefüllten Streifen gestapelt waren. Es ist wie ein Pfannkuchen mit Honig oder Sirup überzogen, der dann umgekippt wird.
Wenn sich der elektrische Aal in einem Ruhezustand befindet, transportiert jede erzeugende Zelle die Kationen von der Rückseite und von der Vorderseite und erzeugt zwei entgegengesetzte Ströme, die sich gegenseitig aufheben, aber wenn der elektrische Aal Elektrizität benötigt, dreht sich die Rückseite der Zelle um. Überträgt das Kation in die entgegengesetzte Richtung, wird die Spannung erzeugt. Der Schlüssel ist, wenn jede Elektrizität erzeugende Zelle diesen Vorgang zur gleichen Zeit abschließt, ist die Spannung, die sich addiert, extrem hoch. Dies ist, als hätten Tausende im Schwanz des elektrischen Aals Kleine Batterien, die Hälfte davon in der entgegengesetzten Richtung, aber sie können umgedreht werden, so dass sie alle in einer Linie liegen, um die Spannung zu erzeugen. "Das Fachwissen ist einfach unglaublich", sagte Schröder.
Also, Schroeder und seine Kollegen erster Gedanke wird im Labor ähnliche Machtorgane Umbau, aber sie wurde schnell klar, dass dies zu kompliziert ist. Dann dachten sie, ich eine Menge von Zellmembranen machen könnte die Energieerzeugungszellenstapel zu imitieren, aber diese Materialien sind nicht viel Action, denn wenn eine Pause, das ganze System wird Schroeder geschlossen, sagte: ‚diese Probleme Weihnachtsbeleuchtung haben, dass eine Glühbirne kaputt ist, ein Bündel von Glühbirnen sind nicht hell‘
Schließlich entschieden er und Guha sich für eine einfachere Einheit, bei der die Gelpackungen auf zwei separaten Platten angeordnet wurden: Sehen Sie sich die untere Platte in der unteren Abbildung an: Das rote Gel enthält Kochsalzlösung, blau mit frischem Wasser, Ionen können von dem roten Gel zu dem blauen Gel fließen, aber die Ionen fließen nicht, weil das Gel dispergiert ist. Wenn das grüne und gelbe Gel auf der anderen Platte die Lücke zwischen den roten und blauen Gelen überbrückt , Bietet einen Durchgang, durch den Ionen passieren können.
Bemerkenswert ist, dass es hier ein cleveres Design gibt: grüner Gelblock erlaubt nur den Durchgang von Kationen, Gelb erlaubt nur den Durchgang von Anionen, was bedeutet, dass Kationen nur von einer Seite in das blaue Gel fließen können, die Anionen von der anderen Seite fließen, Eine Spannung wird um das blaue Gel herum erzeugt, genau wie bei Leistungszellen, und jeder Gelblock erzeugt eine kleine Spannung, aber Tausende von Gelblöcken richten sich aus, um 110 Volt zu erzeugen.
Nach den Signalen des elektrischen Aal-Neurons beginnen sich die Zellen des elektrischen Aals zu entladen, und in Schröders Gel-Design ist der Auslöser viel einfacher, nur das Gel zusammenzudrücken.
Es ist jedoch mühsam, Gele über die Anordnung zu tragen, aber Max Shtein, ein Ingenieur an der Universität von Michigan, stellt eine clevere Lösung vor - den Origami, der wie die faltbaren Solarsatelliten eine spezielle Faltmethode verwendet Gefaltet, um die Blätter zu falten, so dass die richtige Farbe Kontakte in der richtigen Reihenfolge, so dass die gesamte Batterie nimmt viel weniger Platz, die Größe von nur Kontaktlinsen so groß, vielleicht einen Tag an den Körper tragen kann.
Aber für jetzt muss diese Batterie eine Aufladefunktion haben, weil die Batterie, die einmal aktiviert wird, einige Stunden liefern kann, dann werden die Ionen im Gel neigen, ausgeglichen zu sein, die Batterie wird keine Elektrizität, wenn die Notwendigkeit, die Batterie zu übergeben Beim Einschalten kehrt das Gel zu hohem Salzgehalt und niedrigem Salzgehalt zurück, und Schroeder sagte, der Körper würde ständig Flüssigkeiten mit unterschiedlichen ionischen Gehalten auffüllen und sich vorstellen, dass es eines Tages möglich sein könnte, die Flüssigkeiten zur Herstellung von Batterien zu verwenden.
Ken Catania von der Vanderbilt Universität in den Vereinigten Staaten verbrachte Jahre damit, die Biologie von elektrischen Aalen zu studieren und sagte: 'Ich war überrascht, dass elektrische Aale so viel zur wissenschaftlichen Gemeinschaft beitragen können, dass für die grundlegenden wissenschaftlichen Werte ein Sehr gutes Beispiel.
