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模仿电鳗,科学家设计出非硬质且不需要插入接通的超强电源

2017-12-15 17:55:19 来源:Nature自然科研

【大比特导读】本周《自然》论文An electric-eel-inspired soft power source from stacked hydrogels报告了一种灵感源于电鳗的电源,它符合软体机器人的需求——非硬质且不需要插入接通。

本周《自然》论文An electric-eel-inspired soft power source from stacked hydrogels报告了一种灵感源于电鳗的电源,它符合软体机器人的需求——非硬质且不需要插入接通。

模仿电鳗,科学家设计出非硬质且不需要插入接通的超强电源

 

模仿电鳗,科学家设计出非硬质且不需要插入接通的超强电源

 

电鳗的电器官和人造电器官运作的形态和机制。

Schroeder et al.

随着技术与生物体的融合不断推进,具有生物可相容性、机械顺从性并能捕捉生物系统内部化学能的电源成为一种必需。

模仿电鳗,科学家设计出非硬质且不需要插入接通的超强电源

这些照片描绘了打印的高压人造电器官。研究人员使用3D生物打印机将凝胶液滴阵列沉积到塑料基材上,并用紫外光将其固化、转化为凝胶。我们将高盐度和低盐度交替的凝胶(红色和蓝色)打印到一个基底上,并将阳离子选择性和阴离子选择性交替的凝胶(绿色和黄色)打印在第二个基底上。当叠加时,这些凝胶就会连接形成612个四聚体凝胶细胞的导电通路,可产生高达110伏的电压。

Thomas Schroeder & Anirvan Guha

电鳗可以产生高达100瓦特的强大电力击昏猎物,它所依赖的不是电池,而是成千上万的发电细胞,这些细胞堆叠在一起可以大量放电。瑞士弗里堡大学的Michael Mayer及同事开发了一种水凝胶基管状系统来模拟发电细胞的一些特征,并且精心设计了一个类似折纸一样的折叠结构,帮助控制放电。这样得到的电源能够产生和电鳗相仿的电压。

模仿电鳗,科学家设计出非硬质且不需要插入接通的超强电源

这些照片描绘了利用折纸方法,以相对较高的接触面积将凝胶薄膜重叠在一起。

Thomas Schroeder & Anirvan Guha

这是首个利用潜在生物可相容性材料制成的软体、柔性、透明的电器官。作者总结表示,如果下一代设计可以改进性能,则这些系统也许将打开移植物、可穿戴设备和其它移动设备电源供应的新大门。

本文由大比特资讯收集整理(www.steinberg-na.com)

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