水力发电可以追溯到几千年前,如今水坝和大瀑布向世界各地提供绿色能源。而现在,一组科学家已经把这个古老的概念应用到了新的领域,比如我们身体的内在空间。这是否可以用来为下一代的植入物和纳米材料提供动力?这就是复旦大学的研究人员所想的。

人的心脏在平均寿命中会跳动大约 25 亿次,血液以每小时 3 至 4 英里的速度移动,这是一般人走路的速度。利用这些能量可以提供重要的动力。研究人员已经达到了一个里程碑,即首次尝试利用身体来发电。

水力发电有许多优点,与风能或太阳能不同,水总是流动的,因此它是一个稳定可靠的来源。只要人活着,血液也会流动。科学家们之前曾经推测,人体内的发电机是可行的,然而,实现这一目标仍然很可能,研究人员想到了一个新颖的方法。

这基本上跟水力发电的原理是一样的,水力发电厂需要大型、重型而且很复杂的设备,我们怎么把这些设备缩小到纳米级呢?研究人员放弃了这个想法,转而设计并打造了一种纤维状的流体纳米发生器(FFNG)。把这种不到一毫米厚的纤维浸入盐水溶液中,它就会产生能量。

碳纳米管是世界上最强大的物质之一,它们可以被旋转或排列成薄片。研究人员想到的办法就是用 FFNG 将碳纳米管包裹在聚合物的核心上。碳纳米管不仅具有电活性,而且强韧、稳定。整个纤维只有不到半微米厚。此外,它们是灵活的,可伸缩的,能够持续 100 万个周期。经过测试,它的效率比以前的模型高出 20%。

为了测试新的办法,研究人员将 FFNG 连接到电极上,然后浸入盐水溶液中。流体在纤维上流动产生电流,同时也破坏纤维的自然电荷分布的对称性。内外层之间的电荷梯度不同产生了大量能量,当流体经过它适,这种干扰会持续下去,因此它能不断泵出能量。研究人员已经在青蛙体内进行了成功的试验。

FFNG 的用途很多,它可能会被编入面料,提供更大的作用,比如可穿戴电子产品,你可以把手机塞进自己的夹克或者衬衫中进行充电。或者用它驱动维持健康的纳米材料,比如心脏起搏器等等。

(来源:威锋网)

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