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阿拉伯国王科技大学电子工程学教授穆罕默德˙穆塔法˙侯赛因,为制造超微装置贡献了几乎他所有的时间。2010年,他着手开发一个丰富的可再生能源电源,可用于从极远的地方净化水或诊断疾病的机器,他不可避免地从“小”入手。比如说,微小的微生物燃料电池可能是个自然的起点。但用唾液为燃料电池供能却并非自然而然的选择。
这个利用唾液的点子来自侯赛因的同事贾斯汀E˙闵科,当时是他办公室的博士候选人。那时候,闵科正在尝试制造一种血糖监测设备,它需要电源足够小,能到达糖尿病患者体内胰腺附近。微生物燃料电池通过给细菌喂食有机物(唾液中含有很多)来产生电荷进而变成电能的,这个方案自然成为闵科研究项目的备选。
他们两个人用了一种高超导电极,装满了吃唾液的细菌,在几个星期之内他们就产生了近一个微瓦特(百万分之一瓦特)的电。
1微瓦是非常非常小的电量,但是足够为实验室芯片、糖尿病工具和血糖监测工具供电了。侯赛因正在与能3D打印人造器官的公司合作,将他的燃料电池植入到人造肝脏中去,那里也有大量的体液可提供燃料。他说,这只是长期规划的简单起步,他的目标是在贫穷国家用发电厂有机废物生产供海水淡化装置使用的电能。
原子尺度的乐高积木
——堆叠1个原子厚的材料能创造出全新属性物质,开创无限可能
这个想法最初受到乐高积木的启发,乐高是用一种小型的块状积木对齐在一起。那些积木块已经变成了不可思议的汽车、精心打造的城堡和许多其他作品,相比较积木块本身,这些作品更具魅力。
今天,科学家用一种新型乐高——原子尺度的“积木块”生产新型的材料。这些新的结构元素是一片一片的材料,可以薄到仅有一个原子的厚度,还能按照设计过的精确序列一个一个往上堆叠。这种前所未有的结构控制能生产出带有电学和光学性质的物质,这在此前是没法实现的。它的出现,让科学家可以想象出用非常微弱的导电材料制成的装置,比如更快更强劲的电子计算机,可弯曲、折叠且超轻快的可穿戴电子设备。
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