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(qiáng)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(xué)家們開始有意識(shí)地對(duì)其進(jìn)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(xué)Adolphe Merkle研究所、加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校和密歇根大學(xué)的研究人員組成的一支團(tuán)隊(duì)就在進(jìn)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(shù)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(jī)器人供電。（點(diǎn)擊這里購(gòu)買相關(guān)論文）

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

捕獵時(shí)，一旦電鰻的頭部或尾部觸碰到獵物（頭部為負(fù)極，尾部為正極），這些細(xì)胞內(nèi)及其周圍帶正電荷的鈉離子和鉀離子便會(huì)涌向鰻魚的頭部，形成強(qiáng)大的電流。不過在研究中，科學(xué)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(jìn)的生物3D打印機(jī)在塑料薄片上打印出了數(shù)千個(gè)“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(jié)構(gòu)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(jià)實(shí) — 612個(gè)人工細(xì)胞可以產(chǎn)生110伏電壓。

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

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編譯自 3ders