曾经，人类从蝙蝠身上获得声波的知识而发明了雷达，仿照鸟类的V型飞行模式而建造了喷气式飞机。近日，美国科学家们从电鳗身上获得灵感发明出灵活而透明的电源，可用于驱动人体内的电子设备，如心脏起搏器、植入式传感器甚至假体器官。在12月13日《自然》杂志中描述的原型是运行在盐和水的解决方案上，但是研究人员希望未来的版本可以从体液中获得能量。

密歇根大学安娜堡分校的化学工程师Thomas Schroeder说，我们的人造电子设备具有传统电池所不具备的许多特性。除了其理想的物理特征之外，它不具有潜在的毒性，并且可能运行在可再生电解质溶液流中。

为了设计一个生物兼容性电源，Schroeder和他的同事从刀鱼或电鳗用电自卫并以高达600伏的放电击晕猎物中获得灵感。鳗鱼在其身体的大部分器官中存在一种电细胞，利用这些细胞可以产生强大的电击。这些细胞内电解质浓度的变化会产生带电荷的离子流动。虽然每个单细胞只产生一个小电压，但是电鳗有成千上万个细胞串联堆叠，所有的电压都加在一起。

Schroeder的研究小组使用四种不同的由聚丙烯酰胺和水制成的水凝胶模仿了电细胞的解剖结构，然后将大约2500个单元堆叠在一起。这个合成系统产生了110伏的电位差。但是它的总发电量比电鳗要小两到三个数量级。电鳗的细胞呈细条形，因此电阻更低。

Schroeder说，从理论上讲，人造电池产生的能量足以运行现有的超低功耗设备，包括一些心脏起搏器。但研究小组认为大幅改善系统的性能应该是可能的，例如通过使水凝胶膜变薄来减少其阻力。

电鳗使用代谢能量来维持电细胞之间电解质浓度的差异。Schroeder最终也希望模仿这种能力。他说，可以想象，我们有朝一日会像利用人造电子设备一样的方案来利用人类不同的体液。

剑桥麻省理工学院的材料科学家兼工程师Markus Buehler对团队的设计印象深刻。他说，这是一个超越传统思维的激动人心的进步。预计在不久的将来，这项技术将会应用到医疗领域。

（环球医学编辑：石 岩）

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