为了为未来的植入技术创造动力源,由弗里堡大学的Michael Mayer领导的团队以及密歇根大学和加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发出一种电鳗激发设备,产生110伏电压。充满水的凝胶,称为水凝胶。他们的研究结果表明,软电源有可能利用生物系统的化学能。

弗里堡大学Adolphe Merkle研究所的研究生Anirvan Guha将于2月17日至21日在加利福尼亚州旧金山举行的第62届生物物理学会年会上展示这项研究。受到电鳗产生数百伏电压的启发,Guha和他的同事们堆放了充满不同强度盐水的水凝胶。

离子是带电荷的原子或分子,当离子在细胞膜的任一侧积聚时,它们形成离子梯度。研究人员从离子梯度的电势或电压中获取能量。随着更多水凝胶堆叠在彼此之上,电压增加越大。研究人员能够产生高达110伏的电压。

为了堆叠生成超过100伏特所需的数千个单独的水凝胶,研究人员使用了一种打印机“沉积一点点凝胶……精确和空间分辨率,在一张大小为1的纸张上打印出近2500个凝胶阵列。正常的打印纸,“古哈说。

该团队的下一个目标是增加流经水凝胶的电流。“现在,我们处于几十到几百微安的范围内[测量电流的基本单位],这对于大多数电子设备来说太低了,”Guha说。

研究小组希望他们的研究结果有助于开发植入式设备的电源,这些设备可以“利用已经存在于人体内的[离子]梯度”,Guha说。“那么你可以创造一种不断自我充电的电池,因为这些离子梯度不断在体内重建。”