自然界一向被視為人類(lèi)各種技術(shù)思想及重大發(fā)明的源泉，科學(xué)家們研究自然界生物體的結(jié)構(gòu)與功能原理，并依據(jù)這些原理發(fā)明出新的設(shè)備和技術(shù)。研究人員此次研發(fā)的模擬發(fā)電細(xì)胞的超級(jí)電源，正是從“水中高壓線(xiàn)”——電鰻身上獲得靈感。電鰻是一種以短暫強(qiáng)力放電而聞名的魚(yú)類(lèi)，可以瞬間產(chǎn)生高達(dá)100瓦特的強(qiáng)大電力擊昏獵物。奇妙的是，它還能隨意放電、自行掌握放電時(shí)間和強(qiáng)度。電鰻所依賴(lài)的不是電池，而是成千上萬(wàn)的發(fā)電細(xì)胞，這些細(xì)胞堆疊在一起可以大量放電。
近日，英國(guó)《自然》雜志發(fā)布了一項(xiàng)工程學(xué)最新進(jìn)展：美國(guó)密歇根大學(xué)和瑞士弗里堡大學(xué)科學(xué)家合作報(bào)告了首個(gè)模擬發(fā)電細(xì)胞的“電器官”。這是一種利用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺水凝膠材料制成的柔性超級(jí)電源，靈感源于電鰻，符合軟體機(jī)器人的需求，并將在移植物、可穿戴設(shè)備上發(fā)揮巨大潛力。
研究人員Michael Mayer及其同事借此開(kāi)發(fā)出了一種水凝膠基管狀系統(tǒng)，可以很好地模擬發(fā)電細(xì)胞的相關(guān)特征。他們還精心設(shè)計(jì)了一個(gè)類(lèi)似折紙一樣的折疊結(jié)構(gòu)來(lái)幫助控制放電，由此最終得到的電源，能夠產(chǎn)生和電鰻相仿的電壓。
研究人員表示，隨著技術(shù)與生物體的融合不斷推進(jìn)，具有生物相容性、機(jī)械順從性并且能捕捉生物系統(tǒng)內(nèi)部化學(xué)能的電源，已成為一種必需。而今問(wèn)世的是世界首個(gè)利用生物相容性材料制成的軟體、柔性、透明的“電器官”，非常符合軟體機(jī)器人的相關(guān)需求——非硬質(zhì)且不需要插入接通。
論文作者表示，下一代設(shè)計(jì)如能改進(jìn)性能，則該系統(tǒng)將更廣泛用于移植物、可穿戴設(shè)備和其他移動(dòng)設(shè)備電源，真正打開(kāi)“電器官”供應(yīng)的大門(mén)。
