前沿科技：3D打印人工電鰻器官或成未來能源新寵

南極熊2017年12月18日訊/電鰻是已知放電能力最強的淡水魚類，能產(chǎn)生300-800伏的高電壓，有水中“高壓線”之稱。因此近年來，科學家們開始有意識地對其進行研究，希望能利用這種特殊的生物發(fā)電能力。

由弗里堡大學Adolphe Merkle研究所、加利福尼亞大學圣地亞哥分校和密歇根大學的研究人員組成的一支團隊就在進行這方面的研究。通過分析電鰻的身體，他們利用3D打印和逆向工程技術開發(fā)出了一種人工電鰻器官。它由水基聚合物制成，非常柔軟，有望成為新的供電裝置，為心臟起搏器或機器人供電。（點擊這里購買相關論文）

電鰻的發(fā)電能力源自其尾部兩側的肌肉。這部分由6000-10000個電極細胞組成。它們之間有結締組織相隔，并有許多神經(jīng)直通中樞神經(jīng)系統(tǒng)。每個細胞就如同一個小電池，只能產(chǎn)生150毫伏的電壓，但近萬個串聯(lián)起來，就可以產(chǎn)生很高的電壓。

捕獵時，一旦電鰻的頭部或尾部觸碰到獵物（頭部為負極，尾部為正極），這些細胞內及其周圍帶正電荷的鈉離子和鉀離子便會涌向鰻魚的頭部，形成強大的電流。不過在研究中，科學家使用的并非鈉和鉀，而是取自普通食鹽中的納氯化合物。

他們將這種化合物溶解到了水凝膠中，制成了一種特殊的材料，隨后便利用Merkle研究所最先進的生物3D打印機在塑料薄片上打印出了數(shù)千個“液滴”，最后在上面壓一層有普通水凝膠液滴的薄片。這種交替型結構就與鰻魚的發(fā)電器官非常相似了，而其發(fā)電能力也貨真價實 — 612個人工細胞可以產(chǎn)生110伏電壓。

當然，由于尚處于初始階段，這種人工結構的發(fā)電能力還遠不及真正的電鰻。Merkle研究所生物物理學教授Michael Mayer表示，目前它只能激發(fā)功率非常低的電子設備，比如心臟起搏器。不過他們相信只要繼續(xù)改進，這種人工結構未來必定可以大放異彩。

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編譯自 3ders