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微型“纳米发电机”问世,长5毫米宽2毫米

浏览:104 发表时间:2020-05-13 08:58:01

  目前,科学家已成功地将“纳米发电机”植入实验老鼠体内,并从老鼠的心脏跳动中获得电流。负责这项研究的是美国加州理工学院王中林带领的研究小组,他们认为纳米发电机产生的电流可驱动活体内传感器。

  王中林指出,在纳米等级建立的氧化锌导线可作为压电材料,该材料能够将机械能转化为电能。因此,他和同事们构建了一个柔韧性微型发电机,可将动物活体的呼吸或心脏跳动等自然机体行为转变成为电能。

  研究小组将氧化锌导线放置在一个柔韧聚合物培养基,使得该纳米线以不同的形式融入其中。他们将该装置封装在一个聚合物中屏蔽了体内液体,从而保证该装置产生的任何电流都不受背景干扰。

  研究人员使用组织黏合剂将这个长5毫米、宽2毫米的矩形装置附着在老鼠的隔膜肌肉上,王中林说:“这种纳米发电机非常小,你几乎无法用肉眼能看到。”伴随着每一次呼吸,纳米导线将产生变形,从而产生2毫伏特潜电压下4微微安培(picoamps)电流。

  之后,研究人员在不同实验老鼠的心脏植入类似的纳米装置,可产生3毫伏特潜电压下30微微安培(picoamps)电流。虽然产生的电量非常小,研究人员希望能够按比例输出,这将足够为单个植入型纳米传感器提供电能,比如:血压传感器或者葡萄糖传感器。这些传感器对于电流的需求适中,并且不要求持续的电流供给。

  王中林称,这种纳米装置能以任意方向捕捉活体内的机械能,因此它们不必以特定的阵列排列。他强调指出,动物活体的任何机械能都可转化为电流,为纳米传感器提供动力。未来我们期望它们能够进入人体临床实验阶段,成为人体内真正的“微型发电机”。


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