中國儲能網(wǎng)訊：在麻省理工學院與哈佛大學的一項聯(lián)合實驗中，豚鼠的內(nèi)耳可以充當電池使用。上圖中一位動物醫(yī)學官員正在對一只不相關(guān)的豚鼠進行檢查。
由豚鼠內(nèi)耳供能的無線信號發(fā)射器。
北京時間11月20日消息，據(jù)國外媒體報道，這一《黑客帝國》中出現(xiàn)的情景還僅僅是一個科幻概念，距離實現(xiàn)尚待時日。不過，在最近一項研究中，豚鼠的內(nèi)耳被成功地轉(zhuǎn)化為生物電池，預示著類似技術(shù)很可能在人類身上成為現(xiàn)實。豚鼠的內(nèi)耳結(jié)構(gòu)與人類的非常相似。研究者將電極植入豚鼠的內(nèi)耳中，成功地為連接電極的無線電發(fā)射器提供了電能。整個過程中，豚鼠的聽力未受到大的傷害。這是科學家首次能夠控制哺乳動物體內(nèi)的電化學能，為在人類內(nèi)耳中植入醫(yī)療傳感器提供了新途徑。
“這項研究將使我們得以發(fā)展完全植入人體的電子設(shè)備(如帶有無線芯片的內(nèi)耳傳感器)，而不需要再植入傳統(tǒng)的電池，”麻省理工學院的電子工程師及計算機科學家Anantha Chandrakasan在電子郵件中說，“這個系統(tǒng)將可以維持自身運轉(zhuǎn)。”
植入的電子設(shè)備能夠?qū)崟r監(jiān)測內(nèi)耳的健康，還可指示其附近幾毫米之內(nèi)的人體組織如頸動脈、面部神經(jīng)和大腦顳葉的情況。Chandrakasan的合作者，哈佛大學的聽覺外科醫(yī)生斯坦科維奇(Konstantina Stankovic)稱，未來的感受器還可用于檢測兒童的聽力障礙，或者為士兵以及有聽力減弱風險的工人提供幫助。
在此之前，一些動物如蟑螂、蝸牛和蛤類等已經(jīng)在實驗室里成為了活體電池。不過，這次的研究首次揭示了控制哺乳動物體內(nèi)電化學能的方法，也為在人類身上實現(xiàn)類似構(gòu)想提供了可能。“內(nèi)耳電池”的電力來自內(nèi)耳內(nèi)淋巴液和外淋巴液的電荷差。這一能量來源相對其他方法如體熱、肌肉運動或顫動等更加穩(wěn)定。哈佛大學和麻省理工學院的聯(lián)合團隊將研究成果發(fā)表在11月11日的《自然—生物技術(shù)》(Nature Biotechnology)上。
斯坦科維奇說：“內(nèi)耳特別具有吸引力，因為它是一個非常穩(wěn)定的能量來源，而且自始至終貫穿人的一生。”不過，由于內(nèi)耳的電壓，即電荷差太小，以致于開始的時候需要用一個無線電波脈沖來刺激控制線圈的啟動。研究者還需要設(shè)計匹配的電子設(shè)備，因為內(nèi)耳電量很小，功率只有幾納瓦特(1納瓦特為1瓦特的十億分之一)，所以需要先累積足夠的電荷之后才能為設(shè)備供電。
“因此，要先通過存儲裝置積累電能，然后為需要電量更大的設(shè)備供電，”Chandrakasan解釋道，“當信號發(fā)射器和傳感器關(guān)閉的時候，我們必須能控制電能也完全關(guān)閉。”
聯(lián)合研究團隊還希望制造出大小更合適的電極，盡可能減少收集電能過程對內(nèi)耳的損傷。下一步，研究人員計劃將電極和電子設(shè)備同時植入豚鼠的耳朵中，而非僅僅植入電極。“我們希望能研制出完整的、包括小型傳感器可的植入設(shè)備，”斯坦科維奇說，“最終，我們希望這項技術(shù)能應用在人的身上。”
