科學家們正在研究體內發電機

credit: 銳景創意

水力發電可以追溯到幾千年前。如今，水壩和大瀑布向世界各地提供著綠色能源。現在，一組科學家已經將這種古老的概念運用到新的領域，內部空間，特別是我們自己的身體。研究人員正在考慮這是否能為下一代的植入和納米材料提供動力。

在人的平均壽命中，心臟會跳動約15億次，血液以每小時3-4英里的速度流動，這相當於一般人走路的速度。利用這些能量能夠提供重要的性能。研究人員目前已經達到了一個重要的里程碑，這是世界上第一次嘗試用身體來發電。

水力發電有許多優點。與風能和太陽能不同，水總是流動的，所以相對來說它仍是一個穩定可靠的來源。只要人活著，血液也會不斷流動。科學家們曾推測，以此實現發電是可能的。然而，過程仍然很困難。研究團隊想出了一個新穎的辦法。

這基本上和水力發電的原理是一樣的。水力發電廠中需要大型、重型且複雜的設備。怎麼才能把它們縮小到納米級呢？研究人員放棄了這個想法，轉而設計並發明了一種纖維狀流體納米器(FFNG)。將這種不到一厘米厚的纖維浸入鹽水溶液中時，它會產生能量。

碳納米管是世界上最強大的物質之一。它們可以被旋轉或排列成薄片。FFNG能夠將碳納米管薄片包裹在聚合物的核心上。碳納米管不僅具有電活性，而且強韌且穩定。它們非常小，整個纖維只有不到半微米厚。此外，它們很靈活、可伸縮，能夠持續一百萬個周期左右。經過測試，它的效率要比以前的模型高上20%左右。

研究人員將FFNG連接到電極上，然後浸入鹽水溶液中。流體在纖維上流動併產生了電流，同時也會破壞纖維的自然電荷分布的對稱性。內部層和外層之間電荷的梯度不同，產生了大量的能量。當流體經過它時，這種干擾會持續下去，並不斷地泵出能量。研究人員第一次在青蛙體內植入該設備後已經取得了理想的結果。

FFNG也有可能發揮更廣泛的作用。或許你可以利用流動的血液給你的手機充電；它也可以被放進血管里，作為維持健康的納米材料，例如心臟起搏器；同時也可以用來治療疾病，比如最近為殺死癌細胞製造納米鑽頭；它還可以作為感測器或內部健康檢測器的電源。

本文譯自 bigthink，由譯者 鏡子大王 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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