星期日, 1月 22

美科學家將蟑螂製成“活體電池”


  研究人員通過對蟑螂身體上植入電極可讓它變成一個“活體燃料電池”,科學家希望最終昆蟲能夠攜帶自身驅動的監控或者信息發送裝置。
這就像人們進食時將食物分解成葡萄糖,然後進入血液為大腦提供燃料,蟑螂和其他昆蟲能夠將它們的食物轉變為叫做海藻糖(trelahose)的血糖,研究人員使用一種正電極能夠分解海藻糖成為更簡單的糖,當他們插入一個負電極便能釋放電子提供電流。
美國俄亥俄州凱斯西儲大學化學家丹尼爾-謝爾遜(Daniel Scherson)是這項研究負責人,他說:“當昆蟲進食時將產生化學反應,我們使用這種化學反應作為燃料轉變化學能量為電子能量。”
當電極植入昆蟲體內並顯示完好沒有傷害之後,昆蟲可以正常地爬行,謝爾遜和同事基於這種方法對蘑菇進行了測試,蘑菇也可以產生一些海藻糖,測試結果顯示蘑菇可產生一定的電壓。這項研究結果發表在1月3日出版的《美國化學學會期刊》上。
謝爾遜稱,在這項實驗中,一隻蟑螂最多可產生0.2伏電壓,這相當於AAA電池電能的十分之一。該電能完全可以將信息發送至2英寸的距離。如果某個環境下沒有有效電源方式,可以利用昆蟲身體的化學反應提供電能。
謝爾遜想像未來有一天昆蟲可以裝配傳感器和廣播裝置,之後發送至帶有毒氣的區域。這種昆蟲能夠測試環境的毒性,並發送信息至人們。
雖然這項實驗並未投入資金,但美國五角大樓國防部高級研究計劃署(DARPA)也對這種昆蟲產生電流的實驗頗感興趣,他們可能會在昆蟲身體上裝配麥克風和微型相機。
目前存在的一個巨大挑戰是真實從昆蟲個體中提取的電能數量,謝爾遜解釋稱,昆蟲擁有有限的血液,因此它們產生的電能是有限的。我們無法判斷某一時刻能從昆蟲身體上提取多少電能。他計劃測試蟑螂所能產生的燃料電池數量,並試著描繪出一隻昆蟲可產生的最大電能。此外,謝爾遜還對這種昆蟲活體燃料電池產生的無線電線路頗感興趣,檢測是否一隻昆蟲能夠收集信息,並通過自身能量進行傳播。

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