日本免费全黄少妇一区二区三区-高清无码一区二区三区四区-欧美中文字幕日韩在线观看-国产福利诱惑在线网站-国产中文字幕一区在线-亚洲欧美精品日韩一区-久久国产精品国产精品国产-国产精久久久久久一区二区三区-欧美亚洲国产精品久久久久

  1. 首頁 > 云知道 > >

細(xì)胞為機(jī)器人供能？意大利科學(xué)家實現(xiàn)突破

小知識科普細(xì)胞青蛙供電電池


細(xì)胞為機(jī)器人供能？意大利科學(xué)家實現(xiàn)突破



據(jù)《連線》雜志報道 ， 科學(xué)家正在研究用細(xì)胞給電子元件供電 。 意大利佩魯賈大學(xué)工作的Luigi Catacuzzeno用一根長而細(xì)的針刺穿青蛙卵 。 他仔細(xì)通過顯微鏡盯著它 ， 然后轉(zhuǎn)動一個機(jī)器的旋鈕 ， 向前推動一小部分微米針 。 隨后 ， 他巧妙地刺破柔軟的卵的膜 ， 將其連接到一個類似于電池的電子元件 。
這一系列不尋常的操作是Catacuzzeno在研究從生物細(xì)胞中獲取能量來為微型電子設(shè)備供電所做的實驗 。 這每一個青蛙卵都是單個細(xì)胞 。 當(dāng)然 ， 卵細(xì)胞是細(xì)胞中體積非常大的 ， 往往可以達(dá)到針頭的大小 。 在意大利佩魯賈大學(xué)工作的Catacuzzeno表示：“每個細(xì)胞就像一個電池一樣” 。 細(xì)胞通過將電解質(zhì)如鉀和鈉離子移入和移出細(xì)胞膜來儲存和轉(zhuǎn)移電荷 。 他說：“通常 ， 細(xì)胞的能量被用于維持正常的生理功能 ， 比如神經(jīng)元利用這種能量發(fā)出信號 ， 肌肉利用能量收縮 。 ”與鋰電池不同 ， 細(xì)胞可以自己補(bǔ)充能量 ， 自己利用食物中含有的化學(xué)能給自己充電 。 比如你在鍛煉后喝的佳得樂就有助于加強(qiáng)在你的身體的細(xì)胞中運(yùn)行微小電流的強(qiáng)度 。
【細(xì)胞為機(jī)器人供能？意大利科學(xué)家實現(xiàn)突破】Catacuzzeno的團(tuán)隊最近表示 ， 他們可以從青蛙蛋中取得一些電力來給電容器充電 ， 然后利用儲存的電能產(chǎn)生無線電信號 。 更準(zhǔn)確地講 ， 他們用一個雞蛋的能理為一個小型對講機(jī)供電 。 他們撰寫的相關(guān)論文已經(jīng)登錄在arXiv網(wǎng)站上 ， 但仍在等待同行評審的結(jié)果 。
所有這一切實驗的目的在于最終設(shè)計出可以在人體內(nèi)部運(yùn)行的微型機(jī)器人和其他醫(yī)療設(shè)備 ， 并完全實現(xiàn)在人體內(nèi)部充電 ， 而不再依賴于外部電源供能 。 借助Catacuzzeno團(tuán)隊從雞蛋中獲取能量的技術(shù) ， 下一代植入靜脈的傳感器可以測量您的血糖 ， 下一代內(nèi)窺鏡也可以在拍攝您的腸道的同時釋放藥物 。 這些設(shè)備會定期進(jìn)入您身體自身的細(xì)胞中加油 ， 給自己充電 。 Catacuzzeno在這個項目上的合作者 ， 意大利佩魯賈大學(xué)的物理學(xué)家Luca Gammaitoni說：“這是我們可以用來建造非常小的機(jī)器的新方向 ， 這些機(jī)器如果要在生物體內(nèi)自主運(yùn)行 ， 必須解決利用人體供電的技術(shù)難關(guān)” 。
與日常電子產(chǎn)品相比 ， 單個雞蛋產(chǎn)生的功率很小 。 研究人員得到的雞蛋產(chǎn)生1.1納瓦的功率 ， 這意味著你需要超過一千萬只青蛙卵才能點(diǎn)亮一顆LED 。 在將電容器充電約13分鐘后 ， 其儲存的能量相當(dāng)于16納安時 。 按照這個速度 ， 將需要超過1億只青蛙蛋來匹配單個AA電池中儲存的能量 。
但細(xì)胞的供電規(guī)模對于無線傳感器來說是足夠的 ， 猶他大學(xué)的機(jī)械工程師Shad Roundy雖然沒有直接參與這項工作 ， 但是他表示 ， 每隔13分鐘發(fā)射一次無線信號的話 ， 你不需要很多電量就可以完成了 。 然后微型機(jī)器人的電池可以從另一個細(xì)胞中充電 ， 并在13分鐘后進(jìn)行下一次傳輸 。 這種充電周期足以滿足許多類型的醫(yī)療傳感器 。 Roundy說：“要知道 ， 糖尿病患者現(xiàn)在每天要多次刺破他們的手指來獲取血糖讀數(shù) ， 如果你能每30分鐘自動獲得一次葡萄糖更新 ， 而不需要刺破手指 ， 那將是一個巨大的進(jìn)步 。 ”
Roundy說 ， 更大的問題是電容器的小型化 。 現(xiàn)在 ， 電容器太大而無法在人體內(nèi)操作 。 與此同時 ， 在動物或人體內(nèi)為電容器充電也需要比Catacuzzeno在顯微鏡下進(jìn)行操作更復(fù)雜的技術(shù) 。 科學(xué)家們還必須確保這些微型電子產(chǎn)品與生物相容 ， 人體往往會對外來物質(zhì)產(chǎn)生排異反應(yīng) 。 Gammaitoni說 ， 好消息是機(jī)器人從細(xì)胞中收獲的能量對人體來說可以忽略不計 。 在人體的這里和那里偷取幾納米瓦的能量應(yīng)該不會影響一個人的健康 。 他說：“每天人體有大量細(xì)胞死亡 ， 每隔幾分鐘就會在我們體內(nèi)再生 ， 從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看 ， 這不是對身體本身有害的東西 。 ”

推薦閱讀