鉅大LARGE | 點擊量:690次 | 2021年09月21日
美科學(xué)家在蟑螂體內(nèi)打造“活體燃料動力電池”
據(jù)國外媒體報道,研究人員通過對蟑螂身體上植入電極可讓它變成一個活體燃料動力鋰電池,科學(xué)家希望最終昆蟲能夠攜帶自身驅(qū)動的監(jiān)控或者信息發(fā)送裝置。這就像人們進(jìn)食時將食物分解成葡萄糖,然后進(jìn)入血液為大腦供應(yīng)燃料,蟑螂和其他昆蟲能夠?qū)⑺鼈兊氖澄镛D(zhuǎn)變?yōu)榻凶龊T逄?trelahose)的血糖,研究人員使用一種正電極能夠分解海藻糖成為更簡單的糖,當(dāng)他們插入一個負(fù)電極便能釋放電子供應(yīng)電流。
美國俄亥俄州凱斯西儲大學(xué)化學(xué)家丹尼爾-謝爾遜(DanielScherson)是這項研究負(fù)責(zé)人,他說:當(dāng)昆蟲進(jìn)食時將出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng),我們使用這種化學(xué)反應(yīng)作為燃料轉(zhuǎn)變化學(xué)能量為電子能量。
當(dāng)電極植入昆蟲體內(nèi)并顯示完好沒有傷害之后,昆蟲可以正常地爬行,謝爾遜和同事基于這種方法對蘑菇進(jìn)行了測試,蘑菇也可以出現(xiàn)一些海藻糖,測試結(jié)果顯示蘑菇可出現(xiàn)一定的電壓。這項研究結(jié)果發(fā)表在一月三日出版的《美國化學(xué)學(xué)會期刊》上。
謝爾遜稱,在這項實驗中,一只蟑螂最多可出現(xiàn)0.2伏電壓,這相當(dāng)于AAA電池電能的十分之一。該電能完全可以將信息發(fā)送至2英寸的距離。假如某個環(huán)境下沒有有效電源方式,可以利用昆蟲身體的化學(xué)反應(yīng)供應(yīng)電能。
謝爾遜想像未來有一天昆蟲可以裝配傳感器和廣播裝置,之后發(fā)送至帶有毒氣的區(qū)域。這種昆蟲能夠測試環(huán)境的毒性,并發(fā)送信息至人們。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
雖然這項實驗并未投入資金,但美國五角大樓部高級研究計劃署(DARPA)也對這種昆蟲出現(xiàn)電流的實驗頗感興趣,他們可能會在昆蟲身體上裝配麥克風(fēng)和微型相機(jī)。
目前存在的一個巨大挑戰(zhàn)是真實從昆蟲個體中提取的電能數(shù)量,謝爾遜解釋稱,昆蟲擁有有限的血液,因此它們出現(xiàn)的電能是有限的。我們無法判斷某一時刻能從昆蟲身體上提取多少電能。他計劃測試蟑螂所能出現(xiàn)的燃料動力鋰電池數(shù)量,并試著描繪出一只昆蟲可出現(xiàn)的最大電能。此外,謝爾遜還對這種昆蟲活體燃料動力鋰電池出現(xiàn)的無線電線路頗感興趣,檢測是否一只昆蟲能夠收集信息,并通過自身能量進(jìn)行傳播。
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