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未来微仪器很可能使用人体自身的电力。
《碟中谍4》海报。
火爆热映的《碟中谍4》展示了一堆让我们眼花缭乱的近未来高科技装备。其中一款视网膜摄像头让我们大开“眼界”:一片小薄片要实现拍照、传输外带人脸识别的功能就已经不可思议了,它的电源到底哪里来的?最近的一则新闻为这个问题提供了解答的线索。
蟑螂打造“活体电池”
美国俄亥俄州凯斯西储大学的化学家丹尼尔·谢尔逊在今年1月3日出版的《美国化学学会期刊》上宣布,他的研究团队已经利用蟑螂成功打造出“活体电池”。
该项目利用蟑螂和其他昆虫进食时转变的名为海藻糖的血糖作为燃料,使用正电极分解海藻糖,再插入一个负电极释放电子产生可输出的电流。电极在植入蟑螂体内后蟑螂仍然正常存活,并且每一只蟑螂最多产生了0.2伏的电压。
有消息称,美国国防部高级研究计划局已看中此项目,打算给小强配上麦克风和针孔摄像头,打造蟑螂间谍。
看到这里,你也许就明白了,视网膜摄像头可以就地取材,用人体的生物电作为能源。
“活体电池”已有先行者
拿蟑螂做电池并不是“活体电池”的首列。最早的“活体电池”是利用酶或者微生物组织作为催化剂,将燃料的化学能转化为电能的发电装置——生物燃料电池。
2009年,乔治亚州理工学院的研究人员设想出了一种能高效收集微能量的压电效应设备,将这个氧化锌纳米电线与柔性塑料结合的设备绑在仓鼠身上,汲取微动力发电。次年更是有植入性的装置安装进实验室老鼠的腹膜,制成葡萄糖生物燃料电池。
如今,利用蟑螂发电的海藻糖生物燃料电池也已成真,四害中的两害很快就能变害为宝,造福人类。
梦想成真的科技奇迹
早在三年前,就有研究人员声称可以利用人体内部的微动力来发电。比如血液流动、心脏跳动等低频运动。利用压电效应,通过氧化锌纳米电线来获取微动力实现转化。把以往人体运动时失散的热量尽可能地利用起来,为一些随身的小型设备供电。
我们可以想象,在不远的未来,无论你是走着坐着还是躺着,自身所产生的微动力都可以发电,其所带来的便捷都无处不在。咀嚼产生的电力供给牙齿间的微型手机,血液的流动供给耳朵里的语音识别装置,心脏的跳动供给实时的生理指标查看仪……
也许过不了几年,《碟中谍4》中那款通过连续眨眼就能拍照、传输的视网膜摄像头就会成为消费类电子产品,不过人脸识别的功能得改成笑脸识别。
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美国加州大学圣地亚哥分校(UCSD)雅各布工程学院的一个工程师团队宣布了一项突破性的发明可以从人体汗水中提取能量的可伸展生物燃料电池。这种电池能为蓝牙无线电和LED等可穿戴电子设备供电,每个单位面积产生的电量是现有的可穿戴生物燃料电池的10倍。这项研究已经发表在《EnergyEnvironmentalScience
近日,美国俄勒冈州立大学的工程师们在改善微生物燃料电池性能方面取得突破。他们研制出一种可以直接利用污水来发电的新型微生物燃料电池,这或许会使今后的污水处理厂在用电方面不但可自给自足,甚至还能够向外供电。相比传统微生物燃料电池,这种新型电池的发电效率可高出10~100倍。研究者表示,这项既可以处理污水又可以发电的技术将彻底改变全球污水处理业,替代目前已经使用了近一个世纪的活性污泥处理法。在美国国家科学基金会资助下,相关成果日前发表于专业期刊《能源与环境科学》。“如果这项技术能够商业化,污水处理厂将从耗电大户变成发电大户。”俄勒冈州
在距离芬兰首都赫尔辛基约20公里的佩蒂科工业园内,有一个仅有25名员工却在近年来闻名世界的高科技公司Enfucell电池公司。该公司因研发出既环保又经济的柔性纸电池,而荣获世界经济论坛颁发的“2007科技先锋奖”。发明者就是芬籍华裔科学家张霞昌博士。 这一发明在此后不久又被美国《时代》周刊评为2006年八大最佳创新技术之一。张霞昌本人也于2007年荣获“2006影响世界华人大奖”。2009年秋,他又凭借其“薄型柔性纸电池在中国的应用和市场开发”项目,获得2009中国科技创业计划大赛“创业精英奖”。 张霞昌祖籍宁波,出生于上海的一个普通工人家庭。1980
日本京都大学研究人员最新开发出水果燃料电池,将这种电池的电极插到苹果等水果上,就可以使发光二极管亮一个晚上。 《日本经济新闻》15日报道说,京都大学开发出的是利用微生物和酶分解水果糖分,进而产生电流的“生物燃料电池”,其关键是在电池两极涂上两种不同的酶。目前,这种电池每平方厘米的功率约为1毫瓦。 研究人员说,如果将涂在电池两极的酶加以适当组合,并且改良电极结构,将有望使功率提高到每平方厘米5毫瓦,相当于太阳能电池水平的三分之一到二分之一。在发生灾害时,这种电池可用来为电子产品充
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