前沿科技：3D打印人工电鳗器官或成未来能源新宠

南极熊2017年12月18日讯/电鳗是已知放电能力最强的淡水鱼类，能产生300-800伏的高电压，有水中“高压线”之称。因此近年来，科学家们开始有意识地对其进行研究，希望能利用这种特殊的生物发电能力。

由弗里堡大学Adolphe Merkle研究所、加利福尼亚大学圣地亚哥分校和密歇根大学的研究人员组成的一支团队就在进行这方面的研究。通过分析电鳗的身体，他们利用3D打印和逆向工程技术开发出了一种人工电鳗器官。它由水基聚合物制成，非常柔软，有望成为新的供电装置，为心脏起搏器或机器人供电。（点击这里购买相关论文）

电鳗的发电能力源自其尾部两侧的肌肉。这部分由6000-10000个电极细胞组成。它们之间有结缔组织相隔，并有许多神经直通中枢神经系统。每个细胞就如同一个小电池，只能产生150毫伏的电压，但近万个串联起来，就可以产生很高的电压。

捕猎时，一旦电鳗的头部或尾部触碰到猎物（头部为负极，尾部为正极），这些细胞内及其周围带正电荷的钠离子和钾离子便会涌向鳗鱼的头部，形成强大的电流。不过在研究中，科学家使用的并非钠和钾，而是取自普通食盐中的纳氯化合物。

他们将这种化合物溶解到了水凝胶中，制成了一种特殊的材料，随后便利用Merkle研究所最先进的生物3D打印机在塑料薄片上打印出了数千个“液滴”，最后在上面压一层有普通水凝胶液滴的薄片。这种交替型结构就与鳗鱼的发电器官非常相似了，而其发电能力也货真价实 — 612个人工细胞可以产生110伏电压。

当然，由于尚处于初始阶段，这种人工结构的发电能力还远不及真正的电鳗。Merkle研究所生物物理学教授Michael Mayer表示，目前它只能激发功率非常低的电子设备，比如心脏起搏器。不过他们相信只要继续改进，这种人工结构未来必定可以大放异彩。

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编译自 3ders