1799 년 이탈리아의 물리학자인 알레산드로 볼트 (Alessandro Volt)는 아연과 구리로 만들어진 '볼트 힙 (Volt Heap)'에 매료되었고, 둘은 염수로 분리되어있었습니다.이 '볼트 힙'은 세계입니다 전기 화학 전지의 첫 번째 종류지만, 볼타의 디자인 기초는 더 오래된 것에서 온다 - 전기 몸.
전기 뱀장어는 특수 근육 조직을 통해 방출 할 수있는 민물 고기로, 몸 길이는 최대 2 미터에 달할 수 있으며 방전 장기의 길이는 신체 길이의 80 %까지 도달 할 수 있습니다. 수천 개의 방전 기관이 있습니다. 전문화 된 근육 세포, '방전 체'라고 부름 각 방전 체는 전압이 작지만 수천 개의 방전 체가 조립되면 사람을 쓰러 뜨리기에 충분할 정도로 최대 600 볼트를 생성 할 수 있습니다. 말은 전기 방전 메커니즘으로 볼타 (Volta)에게 발명품 배터리에 영감을 불어 넣어 19 세기 유명인으로 만들었습니다.
스위스의 프리 부르 (Fribourg) 대학에서 마이클 메이어 (Michael Meyer)가 이끄는 연구팀은 일종의 전기 광학 장치를 발명했습니다. 방전 장치 용 신형 유연한 배터리이 유형의 배터리는 색상이 다른 젤 블록으로 구성되어 있으며 방전 몸체처럼 긴 스트립으로 배열되어 있습니다. 배터리를 시작하려면이 젤 블록을 함께 쌓아야합니다.
기존의 배터리와 달리이 신형 배터리는 매우 유연하고 유연하며 차세대 연성 바디 로봇에 사용될 수 있으며 배터리에 사용되는 재료가 우리 몸과 호환되므로 차세대 맥박 조정기, 보철의 개발을 촉진 할 수 있습니다. 의료용 임플란트의 잠재력 전기를 생성 할 수있는 콘택트 렌즈 또는 우리 몸에 액체와 소금을 사용할 수있는 맥박 조정기를 상상해보십시오. 이러한 모든 제품은 전기에 영감을받을 수 있습니다.
이 독특한 배터리를 개발하기 위해 연구 팀 구성원 톰 슈뢰더 앤 Guha가. 뱀장어는 몸을 배출하는 방법 전기에 대한 심층적 인 이해를 시작 이러한 세포는 긴 스트립에 적층되어, 서로 간의 유체로 채워진 공간이 - 꿀이나 전기 뱀장어 절첩 나머지 펌프 경험 전후 방전 양이온들의 각각은, 서로 대향 두 전압을 생성 시럽 피자 어플리케이터가 취소 될 수있다.
그러나 필요한 경우 방전 몸체의 뒤쪽이 뒤집혀 양이온이 반대 방향으로 펌핑되어 전체 셀에 작은 전압을 형성합니다. 핵심은 모든 방전 몸체를 동시에 돌릴 수 있으며 작은 전압을 함께 추가 할 수 있다는 것입니다. 강력한 전기 에너지를 생산합니다. 전주의 꼬리 부분에 수천 개의 배터리가있는 것과 같은데, 그 중 절반은 잘못된 방향이지만, 전기 기둥은 언제든지 올바른 방향으로 조정하고 정렬하여 방전 할 수 있습니다. 이 전문화 수준은 간단합니다.
슈뢰더 (Schroeder)와 그의 동료들은 처음에는 실험실에서 전체 방전 기관을 모방하기를 원했으나, 너무 복잡하다는 것을 곧 깨닫게되었고, 이후에는 많은 멤브레인을 쌓아 올려 방전 몸체의 적층 형태를 모방하는 것을 고려했다. 그러나 미세한 멤브레인 물질은 수천 배 이상으로 작동하기가 어렵습니다. 멤브레인이 파열되면 전체 세포가 파괴됩니다.
마지막으로, 연구자들은 두 개의 분리 된 기질 사이에 채워진 젤 블록을 사용하여보다 간단한 해결책을 선택했습니다. 붉은 젤에는 소금물이 들어 있고 푸른 젤에는 담수가 포함되어 있습니다. 이온은 붉은 젤에서 푸른 젤로 흐릅니다. 껌이지만, 기판의 간격으로 인해 이러한 흐름이 발생할 수 없으며, 동시에 녹색 및 노란색 젤은 파란색 및 적색 젤 사이의 틈을 메워주기 때문에이 기판에 해당하는 다른 기판에 배열됩니다. 이온 이동을위한 채널을 제공 할 수 있습니다.
이 디자인의 주안점은 녹색 젤 블록이 양이온 만 통과시키는 반면 노란색 젤 블록은 음이온 만 통과 시키므로 양극 이온은 한쪽에서 파란색 젤로 흐르고 음이온은 다른 쪽은 흘러 들어간다. 이것은 전기 방전 몸체와 마찬가지로 파란 젤에 전압을 만든다. 또한 '협력적인'전기 방전 몸체의 방전처럼, 각각의 겔 블록은 작은 전압을 생성하지만 수 천 젤 블록이 연속으로 배열되면 최대 110 볼트를 생성 할 수 있습니다.
배터리의 방전 몸체는 신경계 신호를 수신 한 후에 만 방전되지만 Schroeder et al. 디자인에서 젤 방전 트리거링은 훨씬 간단합니다. 두 그룹의 젤 압력 만 누르면됩니다 함께 가자.
위로, 기판의 큰 시트에 배치하면이 젤이 문제를 해결하기 위해 매우 복잡해야, 미시간 대학의 엔지니어들은 최대 스타 인은 독창적 인 솔루션을 제안 -. 종이 접기 배와 같은 태양 전지 패널을 사용하여 동일한 팀 훨씬 작은 공간에 전기 에너지를 생산할 수 있도록 특정 위성에 접는 방법, 그는, 올바른 순서로 접촉 정확한 색상을 접는 겔 판을 설계 할 수있다. 전지의 아주 작은 공간을 차지 콘택트 렌즈 만 너무 큽니다. 어쩌면 언젠가 당신이 착용 할 수있는 응용을 할 수 있습니다.
현재이 배터리는 액티브 충전이 필요합니다. 활성화 된 후에는 서로 다른 젤 사이의 이온 레벨이 평형에 도달 할 때까지 몇 시간 동안 전원을 공급할 수 있습니다.이 시점에서 배터리를 충전해야하며 전류가 젤을 고염분으로 되돌려줍니다. 그러나 Schroeder는 우리 몸이 체액에 다른 이온 농도를 지속적으로 보충 할 수 있다고 지적했는데 어느 날 우리는이 예비 량을 사용하여 배터리를 개발할 수있을 것이라고 지적했습니다.
본질적으로 이것은 인체를 전기에 가깝게합니다 다른 사람의 일렉트로 포 레이션의 가능성은 낮지 만 신체의 이온 구배를 사용하면 일부 소형 의료용 임플란트에 힘을 줄 수 있습니다. 물론이 목표를 달성하기 위해서는 아직 멀었습니다.
