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发明“活电池”有着重要的意义

时间:2014-9-23 9:19:22来源:本站原创浏览次数:
    从手电筒、到手机,到笔记本、平板电池等,市面上林林总总的电池有一个共同的特点,那就是它们都是“死电池”——没有生命。那么, 科学家能否制造出拥有生命源的“活电池”呢? 

    科学家能否制造出能持续供电的“活电池”呢?美国麻省理工学院的一个研究小组就发明了一种能持续供电的“活电池”。研究人员把铂催化剂和碳纳米管等材料放置在一个硅片上,然后将其连接到一位患者大脑里之前埋藏的一个特殊的微型仪器上。这样,一种人脑“活电池”便问世了。这种电池可产生微瓦的电能,并不逊色于计算器上的太阳能电池,为复杂的计算芯片供能绰绰有余。

    那么,这种人脑“活电池”究竟是靠什么产生电能的呢?原来,研究人员让铂充当催化剂,这催化剂就好比动物体内的酶。铂帮助电池从葡萄糖分子上吸走电子。当大脑组织中的血糖分子流经铂催化剂,就会产生氧化反应,伴随着氧化过程,电子和氢离子将分离开来。在电池另一端,当氧分子与碳纳米管接触时,便会与氢离子混合形成水。整个化学反应过程,既能产生电能,又不产生对大脑有伤害的副产品。虽然这种电池的能量来自脑内的血糖,大脑血糖水平会因被剥夺而下降,但这顶多更容易让人感到饥饿,并不会有任何不适的感觉。而且铂的催化性能十分可靠,也不会引起免疫系统的排斥反应。只要人的大脑供血正常,电池就能长时间持续工作。

    这种能持续供电的“活电池”的发明,意义真是太重大了。因为以前植入人体的装置通常是由锂电池提供电能,但是这种电池使用的时间不长,到期必须更换,这就要再次动手术。特别是要更换植入人脑的电池,那手术的难度就更大,风险也更大了。理论上,这种“活电池”不但可以为那些低能耗的计算机芯片与传感器供能,而且还可以用于驱动治疗癫痫、瘫痪以及帕金森氏症患者的大脑植入器。当然,植入动物大脑中,也可以为动物研究发挥重要作用。

    虽然这种“活电池”并未在真实的大脑组织中测试,仅在模拟大脑组织的液体环境中运行过,但未来有可能将它植入人类大脑。


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