新火種
2023-09-22 
可穿戴設備、靶向送藥等領域均受益！全新“液滴”電池解決關鍵瓶頸
財聯社9月6日訊（編輯 黃君芝）可以與細胞相互作用和刺激細胞的小型生物集成設備，可能具有重要的治療應用場景，例如靶向藥物輸送和促進傷口更快恢復。然而，這種設備也存在一個主要的障礙，即為這些設備提供有效的微型電源，這是一個尚未解決的挑戰。
近期，英國牛津大學的研究人員就在這方面取得了重大進展，為微型生物集成設備的開發開辟了新道路。最新研究成果已于近期發表在了《自然》雜志上。
據悉，科學家們開發了一種微型“液滴”電池，能夠改變培養的人類神經細胞的活動。受電鰻發電方式的啟發，新設備利用離子梯度發電，可在微觀范圍內調節細胞和組織，為下一代可穿戴設備、生物混合接口、植入物、合成組織和微型機器人提供動力。
具體而言，這種微型柔性電源通過沉積一串5個納升大小的導電水凝膠液滴制成。每個液滴都有不同的成分，因此整條鏈上會形成鹽濃度梯度。相鄰液滴之間由脂質雙層隔開，脂質雙層提供機械支撐，同時防止離子在液滴之間流動。
然后，通過將結構冷卻至4°C并改變周圍介質來產生電能：這破壞了脂質雙分子層，使液滴形成連續的水凝膠。這使得離子可以通過導電水凝膠，從兩端的高鹽液滴移動到中間的低鹽液滴。通過將末端液滴連接到電極上，離子梯度釋放的能量轉化為電能，使水凝膠結構能夠作為外部組件的電源。
在這項研究中，被激活的液滴電源產生的電流持續了30多分鐘。由50納升液滴組成的裝置的最大輸出功率約為65納瓦。這些裝置在儲存36小時后也產生了類似的電流。
該研究的首席研究員Yujia Zhang博士說：“微型軟實力源代表了生物集成設備的突破。通過利用離子梯度，我們已經開發出一種微型的、生物相容的系統，用于在微觀尺度上調節細胞和組織，這在生物學和醫學上開辟了廣泛的潛在應用。”
最后，根據研究人員的說法，5個納升大小的導電水凝膠液滴可作一個單元，該設備的模塊化設計允許將多個單元組合在一起，使產生的電壓和電流增加。串聯20個這樣的單元，就能點亮一個發光二極管。
相關推薦
- 免責聲明
- 本文所包含的觀點僅代表作者個人看法，不代表新火種的觀點。在新火種上獲取的所有信息均不應被視為投資建議。新火種對本文可能提及或鏈接的任何項目不表示認可。 交易和投資涉及高風險，讀者在采取與本文內容相關的任何行動之前，請務必進行充分的盡職調查。最終的決策應該基于您自己的獨立判斷。新火種不對因依賴本文觀點而產生的任何金錢損失負任何責任。
