電鰻

　　一種受電鰻啟發研制而成的靈活且透明的電源，可以用來為身體佩戴的電子設備供電，比如心臟起搏器、植入式傳感器甚至假肢器官。

　　研究人員在12月13日出版的《自然》雜志上描述了這種電源的原型——其在鹽和水的溶液中運行，但研究人員希望未來的版本能夠從體液中獲得能量。

　　“我們的人造發電器官有很多傳統電池沒有的特征。”Thomas Schroeder說。他是美國安阿伯市密歇根大學的一名化學工程師，同時也是這項研究的聯合負責人之一。Schroeder說，除了其理想的物理特性外，“它并沒有潛在的毒性，同時可在潛在的可再生電解質溶液中運行”。

　　為了設計一種不會引起生物排斥的電源，Schroeder和他的同事從刀魚或電鰻中獲得了靈感，這些魚類可以通過發出高達600伏特的電荷來保護自己，同時捕捉獵物。

　　電鰻會利用被稱為發電細胞的特殊細胞來產生這些強大的電流。發電細胞存在于電鰻身體的大部分區域。這些細胞內的電解質濃度變化產生了一種攜帶電荷的離子流。雖然每個單獨的細胞只產生很小的電壓，但電鰻有成千上萬個串聯在一起的發電細胞，從而將所有的電壓都累加在一起。

　　Schroeder的研究小組用由聚丙烯酰胺和水組成的4種不同的水凝膠，模擬了發電細胞的解剖結構，然后將大約2500個這樣的單元組合在一起。

　　這個合成系統產生了110伏特的電位差。但是它的總輸出功率比電鰻所能達到的水平要小2到3個數量級，這是因為電鰻的發電細胞更薄，因此電阻也更小。

　　Schroeder指出，從理論上講，人造電池所產生的能量足以運行現有的超低功率設備，包括一些心臟起搏器和植入式傳感器。但研究小組認為，應該有可能大幅度提高系統的性能，例如通過讓水凝膠膜更薄以減少它們的電阻。

　　電鰻利用能量代謝來維持發電細胞之間的電解質濃度差異。Schroeder希望他們最終也能模仿這一能力。他說:“可以想象，我們有一天可能會采用將體內不同的液體接入我們的人造發電器官這樣的方案。”

　　Markus Buehler是劍橋市麻省理工學院的材料科學家和工程師，他對該團隊的設計印象深刻。Buehler說，這是“超越傳統思維的令人興奮的進步”。“我預計在不久的將來會開發這種新技術。”

　　電鰻是裸背電鰻科的鰻形南美魚類，能產生足以將人擊昏的電流，是放電能力最強的淡水魚類，輸出的電壓可達300～800伏特，因此電鰻有水中的“高壓線”之稱。它不是真正的鰻類，而與鲇形目的種類近緣。世界上已知的發電魚類達數十種，其他會放電的魚類還有電鲇、電鰩等。

　　電鰻分布于南美洲亞馬遜流域的圭亞那地區，多在淺水的池沼或水體較混濁的岸邊活動，體型很大，是原產地著名的食用魚。其高超的放電本領使其成為十分出名的魚類，可作為水族館中的展示魚或觀賞魚。