曾經給予伏打設計電池靈感的電鰻，在兩百年之後又啟發了這種新電池的誕生。

 

據國外媒體報道

，1799年，意大利物理學家亞曆山德羅·伏打（Alessandro Volta）著迷於用鋅和銅疊成手臂長的“伏打堆”，二者之間用鹵水隔開。這種“伏打堆”是世界上第一種電化學電池，但伏打的設計基礎來源於更為古老的東西——電鰻的身體。

 

電鰻是一種淡水魚類
，能通過特化的肌肉組織放電。它們的體長可達兩米，而放電器官的長度就可達體長的80%。在放電器官中有數以千計的特化肌肉細胞，稱為“放電體”（electrocyte）。每個放電體隻能產生很小的電壓，但數千個放電體合在一起
，就能產生高達600伏的電壓
，足以擊倒一個人，甚至一匹馬。電鰻的放電機製為伏打提供了發明電池的靈感
，使他稱為一位19世紀的名人。

 

電鰻的所有放電體可以同時翻轉，它們的微小電壓加起來就能產生強大的電能。

 

兩個世紀之後，電池已經成為我們的日常用品。但即使現在
，電鰻依然在為科學家提供靈感。在瑞士弗裏堡大學，由邁克爾·邁耶（Michael Mayer ）lingdaodeyanjiutuanduijiufamingleyizhongmofangdianmanfangdianqiguandexinxingrouxingdianchi。zhezhongdianchiyouyixiebutongyansedeningjiaokuaizucheng，xiangdianmandefangdiantiyiyangyichangtiaopailie。ruguoxiangqidongdianchi，nizhixuyaobazhexieningjiaokuaidiezaiyiqi。

 

與傳統電池不同，這款新型電池十分柔軟、靈活，或許能用在下一代軟體機器人身上。而且，由於電池所用的材料可以和我們的身體相容，因此具有促進開發下一代起搏器、jiazhiheyiyongzhiruwudeqianli。xiangxiangyixianengfadiandeyinxingyanjing
，huozhenengyikaowomentineiyetiheyanfenyunxingdeqiboqi，suoyouzhexiechanpindelingganhuoxudoujianglaizidianman。

 

 

紅(hong)色(se)凝(ning)膠(jiao)含(han)有(you)鹽(yan)水(shui)，而(er)藍(lan)色(se)凝(ning)膠(jiao)含(han)有(you)淡(dan)水(shui)。離(li)子(zi)原(yuan)本(ben)會(hui)從(cong)紅(hong)色(se)凝(ning)膠(jiao)流(liu)向(xiang)藍(lan)色(se)凝(ning)膠(jiao)
，但(dan)由(you)於(yu)基(ji)板(ban)的(de)間(jian)隔(ge)，無(wu)法(fa)出(chu)現(xian)這(zhe)樣(yang)的(de)流(liu)動(dong)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)，與(yu)這(zhe)塊(kuai)基(ji)板(ban)對(dui)應(ying)的(de)另(ling)一(yi)塊(kuai)基(ji)板(ban)上(shang)布(bu)置(zhi)了(le)綠(lv)色(se)和(he)黃(huang)色(se)凝(ning)膠(jiao)，當(dang)它(ta)們(men)橋(qiao)接(jie)在(zai)藍(lan)色(se)和(he)紅(hong)色(se)凝(ning)膠(jiao)之(zhi)間(jian)的(de)空(kong)隙(xi)時(shi)，就(jiu)能(neng)為(wei)離(li)子(zi)運(yun)動(dong)提(ti)供(gong)通(tong)道(dao)。

 

為了研製這種與眾不同的電池，研究團隊成員湯姆·施羅德（Tom Schroeder）和安妮·古哈（Anirvan Guha）開始深入了解電鰻放電體的工作原理。這些細胞以長條形堆疊
，互相之間存在充滿液體的間隔——就(jiu)像(xiang)塗(tu)抹(mo)了(le)蜂(feng)蜜(mi)或(huo)糖(tang)漿(jiang)的(de)薄(bo)餅(bing)疊(die)起(qi)來(lai)。當(dang)電(dian)鰻(man)休(xiu)息(xi)時(shi)，每(mei)個(ge)放(fang)電(dian)體(ti)會(hui)從(cong)正(zheng)麵(mian)和(he)背(bei)麵(mian)泵(beng)出(chu)正(zheng)離(li)子(zi)
，產(chan)生(sheng)兩(liang)股(gu)能(neng)互(hu)相(xiang)抵(di)消(xiao)的(de)相(xiang)反(fan)電(dian)壓(ya)。但(dan)是(shi)，在(zai)需(xu)要(yao)的(de)時(shi)候(hou)，放(fang)電(dian)體(ti)的(de)背(bei)麵(mian)會(hui)翻(fan)轉(zhuan)過(guo)來(lai)，開(kai)始(shi)向(xiang)相(xiang)反(fan)方(fang)向(xiang)泵(beng)出(chu)正(zheng)離(li)子(zi)，形(xing)成(cheng)貫(guan)穿(chuan)整(zheng)個(ge)細(xi)胞(bao)的(de)微(wei)小(xiao)電(dian)壓(ya)。關(guan)鍵(jian)在(zai)於(yu)，所(suo)有(you)放(fang)電(dian)體(ti)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)翻(fan)轉(zhuan)
，它(ta)們(men)的(de)微(wei)小(xiao)電(dian)壓(ya)加(jia)起(qi)來(lai)就(jiu)能(neng)產(chan)生(sheng)強(qiang)大(da)的(de)電(dian)能(neng)。這(zhe)就(jiu)好(hao)像(xiang)電(dian)鰻(man)的(de)尾(wei)巴(ba)上(shang)有(you)著(zhe)數(shu)千(qian)個(ge)這(zhe)樣(yang)的(de)電(dian)池(chi)，其(qi)中(zhong)一(yi)半(ban)指(zhi)向(xiang)“錯誤”的方向，但電鰻可以隨時把它們調整到“正確”的方向
，使它們對齊並放電。這樣的特化程度簡直不可思議。

 

施shi羅luo德de和he同tong事shi們men一yi開kai始shi想xiang在zai實shi驗yan室shi裏li仿fang造zao出chu整zheng個ge放fang電dian器qi官guan，但dan他ta們men很hen快kuai意yi識shi到dao這zhe麼me做zuo太tai複fu雜za了le。之zhi後hou，他ta們men又you考kao慮lv把ba許xu多duo膜mo疊die起qi來lai，模mo仿fang放fang電dian體ti的de堆dui疊die形xing式shi——但精細的膜材料很難以數以千計的量級進行操作。如果一張膜破裂，整個電池就會失效。

 

最終
，研究人員選擇了更為簡單的方案

，采用凝膠塊填充在兩塊獨立基板之間。紅(hong)色(se)凝(ning)膠(jiao)含(han)有(you)鹽(yan)水(shui)，而(er)藍(lan)色(se)凝(ning)膠(jiao)含(han)有(you)淡(dan)水(shui)。離(li)子(zi)原(yuan)本(ben)會(hui)從(cong)紅(hong)色(se)凝(ning)膠(jiao)流(liu)向(xiang)藍(lan)色(se)凝(ning)膠(jiao)，但(dan)由(you)於(yu)基(ji)板(ban)的(de)間(jian)隔(ge)

，無(wu)法(fa)出(chu)現(xian)這(zhe)樣(yang)的(de)流(liu)動(dong)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)，與(yu)這(zhe)塊(kuai)基(ji)板(ban)對(dui)應(ying)的(de)另(ling)一(yi)塊(kuai)基(ji)板(ban)上(shang)布(bu)置(zhi)了(le)綠(lv)色(se)和(he)黃(huang)色(se)凝(ning)膠(jiao)，當(dang)它(ta)們(men)橋(qiao)接(jie)在(zai)藍(lan)色(se)和(he)紅(hong)色(se)凝(ning)膠(jiao)之(zhi)間(jian)的(de)空(kong)隙(xi)時(shi)
，就(jiu)能(neng)為(wei)離(li)子(zi)運(yun)動(dong)提(ti)供(gong)通(tong)道(dao)。

 

這一設計的機智之處在於：綠(lv)色(se)凝(ning)膠(jiao)塊(kuai)隻(zhi)允(yun)許(xu)正(zheng)離(li)子(zi)通(tong)過(guo)，而(er)黃(huang)色(se)凝(ning)膠(jiao)塊(kuai)隻(zhi)允(yun)許(xu)負(fu)離(li)子(zi)通(tong)過(guo)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)正(zheng)離(li)子(zi)隻(zhi)能(neng)從(cong)一(yi)側(ce)流(liu)入(ru)藍(lan)色(se)凝(ning)膠(jiao)，負(fu)離(li)子(zi)則(ze)隻(zhi)能(neng)從(cong)另(ling)一(yi)側(ce)流(liu)入(ru)。這(zhe)就(jiu)在(zai)藍(lan)色(se)凝(ning)膠(jiao)上(shang)產(chan)生(sheng)了(le)一(yi)個(ge)電(dian)壓(ya)
，就(jiu)像(xiang)放(fang)電(dian)體(ti)一(yi)樣(yang)。而(er)且(qie)，正(zheng)如(ru)放(fang)電(dian)體(ti)“合作”放電一樣，每個凝膠塊隻能產生微小的電壓，但數千個凝膠塊排成一排時，就能產生高達110伏的電壓。

 

電鰻的放電體隻有在收到來自神經係統的信號之後才會放電，但在施羅德等人的設計中
，凝膠放電的觸發要簡單得多——你隻需要把兩組凝膠壓到一起。

 

這些凝膠如果放在一大張基板上
，用起來肯定非常麻煩。為解決這一問題，密歇根大學的工程師馬克斯·斯坦因（Max Shtein）提出了一個巧妙的方案——折紙。利用類似於太陽能電池板折疊放入衛星的特殊折疊方法，他設計出了能使凝膠以正確順序
、正zheng確que顏yan色se接jie觸chu的de折zhe疊die平ping板ban，使shi研yan究jiu團tuan隊dui能neng在zai小xiao得de多duo的de空kong間jian中zhong製zhi造zao出chu相xiang同tong的de電dian能neng。電dian池chi所suo占zhan的de空kong間jian非fei常chang小xiao，隻zhi有you隱yin形xing眼yan鏡jing那na麼me大da
，或huo許xu有you一yi天tian能neng實shi現xian可ke穿chuan戴dai的de應ying用yong。

 

目mu前qian這zhe種zhong電dian池chi還hai需xu要yao主zhu動dong充chong電dian。一yi旦dan激ji活huo，它ta們men可ke以yi提ti供gong幾ji個ge小xiao時shi的de電dian能neng，直zhi到dao不bu同tong凝ning膠jiao之zhi間jian的de離li子zi水shui平ping達da到dao平ping衡heng。此ci時shi就jiu需xu要yao再zai次ci充chong電dian，用yong電dian流liu使shi凝ning膠jiao回hui到dao高gao鹽yan和he低di鹽yan交jiao替ti排pai列lie的de狀zhuang態tai。不bu過guo
，施shi羅luo德de指zhi出chu
，我wo們men的de身shen體ti能neng夠gou不bu斷duan補bu充chong含han有you不bu同tong離li子zi濃nong度du的de體ti液ye蓄xu存cun，有you朝chao一yi日ri或huo許xu能neng利li用yong這zhe些xie蓄xu存cun來lai開kai發fa電dian池chi。

 

congbenzhishangshuo，zhehuishirenleideshentibiandegengjiejindianman。jinguanbaqitarendiandaodekenengxinghendi
，danliyongwomentineidelizitidu，huoxukeyiweiyixiexiaotijideyixuezhiruwugongdian。dangran

，yaoshixianzheyangdemubiaohaiyouhenchangdeluyaozou。

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