科學(xué)家研制出可穿戴的生物電池,身上的汗水就可以讓其電力源源不斷

Lynn 8年前 (2017-12-15)

該生物電池利用的是微生物發(fā)電,發(fā)電能力穩(wěn)定。

科學(xué)家研制出可穿戴的生物電池,身上的汗水就可以讓其電力源源不斷

這張看著彈性十足的皮一樣的科技產(chǎn)品,當(dāng)筆者第一眼看見(jiàn)的瞬間,是覺(jué)得從下面的小動(dòng)物身上扒下來(lái)的:

科學(xué)家研制出可穿戴的生物電池,身上的汗水就可以讓其電力源源不斷

其實(shí),這是,生物電池。

這款生物電池是可穿戴設(shè)備(又稱(chēng)柔性設(shè)備)的一種,它的核心技術(shù)在于采用微生物作為儲(chǔ)電材料,表現(xiàn)形式是紡織物(即衣服采用的纖維等)。與傳統(tǒng)電池類(lèi)比,這里的微生物就相當(dāng)于現(xiàn)在電池里采用的鋰離子;這里的紡織物即現(xiàn)有的電池芯;而人體內(nèi)排出的汗水就是充電的電源。

科學(xué)家研制出可穿戴的生物電池,身上的汗水就可以讓其電力源源不斷

為什么人體內(nèi)的汗水是充電的電源呢?這主要因?yàn)檠芯咳藛T采用微生物細(xì)胞作為儲(chǔ)電材料。同傳統(tǒng)電池的原理一樣,電池內(nèi)材料的化學(xué)反應(yīng)是電池電力的來(lái)源,這里微生物細(xì)胞內(nèi)的酶所帶來(lái)的酶促反應(yīng)(生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng))就決定著電力的穩(wěn)定供應(yīng)問(wèn)題。

對(duì)此,主要研究者Seokheun Choi解釋道:“微生物細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的酶作為生物催化劑,會(huì)發(fā)生酶促反應(yīng),而活的細(xì)菌細(xì)胞環(huán)境可以保持穩(wěn)定的酶活性。當(dāng)這樣的材料穿戴在人身上時(shí),人體體表的汗水和分泌物中的有機(jī)物成分十分有利于微生物的大量繁殖,因此電池會(huì)有較長(zhǎng)的使用壽命。”

這里,Choi又進(jìn)一步指出:因?yàn)槿梭w內(nèi)細(xì)菌比正常的細(xì)胞還要多,所以可穿戴電子設(shè)備就可以直接使用細(xì)菌作為電池的電力來(lái)源,并且,實(shí)驗(yàn)中,研究人員測(cè)試了材料在扭曲、拉伸情況下的電力供應(yīng)能力,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這一材料的電力供應(yīng)能力始終是穩(wěn)定的。

科學(xué)家研制出可穿戴的生物電池,身上的汗水就可以讓其電力源源不斷

其實(shí),關(guān)于可穿戴材料的開(kāi)發(fā),這款由賓厄姆頓大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的“柔性”電池已經(jīng)不是首例。此前,哈佛大學(xué)的Wyss研究所就開(kāi)發(fā)了一種以紡織物為基礎(chǔ)的“柔性”傳感器;美韓大學(xué)也曾聯(lián)合研發(fā)過(guò)以紙張為基礎(chǔ)的“柔性”電容儲(chǔ)能設(shè)備。

但是從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)看,選擇織物材料作為載體具有廣泛的應(yīng)用前景,未來(lái)它可以像衣服一樣穿在身上。相對(duì)而言,紙張材料的應(yīng)用范圍就會(huì)較為狹隘。

關(guān)于這一點(diǎn),Choi表示,這款可伸縮、可扭曲的生物電池可以作為后面可穿戴電池的構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)。

但僅僅有持續(xù)不斷的電力供應(yīng)是不夠的,電池的性能取決于功率、容量、比能量和電阻等因素,所以該技術(shù)還需進(jìn)一步的測(cè)試。

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