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[圖文]微型「納米發電機」問世 心臟跳動即可發電

2015年06月25日 科學探秘-短篇 暫無評論 閱讀 368 次

  據國外媒體報道,近日,科學家最新研究顯示,一種微型「納米發電機」可植入體內,從心臟跳動獲得能量,向動物活體內植入的傳感器提供電能,為體內低血糖等多種疾病狀況進行早期預警。


 


微型「納米發電機」問世 心臟跳動即可發電


 


一種微型「納米發電機」可植入體內,從心臟跳動獲得能量,向動物活體內植入的傳感器提供電能



目前,科學家已成功地將「納米發電機」植入實驗老鼠體內,並從老鼠的心臟跳動中獲得電流。負責這項研究的是美國加州理工學院王中林帶領的研究小組,他們認為納米發電機產生的電流可驅動活體內傳感器。



王中林指出,在納米等級建立的氧化鋅導線可作為壓電材料,該材料能夠將機械能轉化為電能。因此,他和同事們構建了一個柔韌性微型發電機,可將動物活體的呼吸或心臟跳動等自然機體行為轉變成為電能。



研究小組將氧化鋅導線放置在一個柔韌聚合物培養基,使得該納米線以不同的形式融入其中。他們將該裝置封裝在一個聚合物中屏蔽了體內液體,從而保證該裝置產生的任何電流都不受背景干擾。



研究人員使用組織黏合劑將這個長5毫米、寬2毫米的矩形裝置附著在老鼠的隔膜肌肉上,王中林說:「這種納米發電機非常小,你幾乎無法用肉眼能看到。」伴隨著每一次呼吸,納米導線將產生變形,從而產生2毫伏特潛電壓下4微微安培(picoamps)電流。



之後,研究人員在不同實驗老鼠的心臟植入類似的納米裝置,可產生3毫伏特潛電壓下30微微安培(picoamps)電流。雖然產生的電量非常小,研究人員希望能夠按比例輸出,這將足夠為單個植入型納米傳感器提供電能,比如:血壓傳感器或者葡萄糖傳感器。這些傳感器對於電流的需求適中,並且不要求持續的電流供給。



王中林稱,這種納米裝置能以任意方向捕捉活體內的機械能,因此它們不必以特定的陣列排列。他強調指出,動物活體的任何機械能都可轉化為電流,為納米傳感器提供動力。未來我們期望它們能夠進入人體臨床實驗階段,成為人體內真正的「微型發電機」。


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