曾經給予伏打設計電池靈感的電鰻，在兩百年之後又啟發了這種新電池的誕生。

 

據國外媒體報道
，1799年，意大利物理學家亞曆山德羅·伏打（Alessandro Volta）著迷於用鋅和銅疊成手臂長的“伏打堆”，二者之間用鹵水隔開。這種“伏打堆”是世界上第一種電化學電池
，但伏打的設計基礎來源於更為古老的東西——電鰻的身體。

 

電鰻是一種淡水魚類，能通過特化的肌肉組織放電。它們的體長可達兩米，而放電器官的長度就可達體長的80%。在放電器官中有數以千計的特化肌肉細胞，稱為“放電體”（electrocyte）。每個放電體隻能產生很小的電壓，但數千個放電體合在一起，就能產生高達600伏的電壓，足以擊倒一個人

，甚至一匹馬。電鰻的放電機製為伏打提供了發明電池的靈感，使他稱為一位19世紀的名人。

 

電鰻的所有放電體可以同時翻轉，它們的微小電壓加起來就能產生強大的電能。

 

兩個世紀之後，電池已經成為我們的日常用品。但即使現在，電鰻依然在為科學家提供靈感。在瑞士弗裏堡大學，由邁克爾·邁耶（Michael Mayer ）領ling導dao的de研yan究jiu團tuan隊dui就jiu發fa明ming了le一yi種zhong模mo仿fang電dian鰻man放fang電dian器qi官guan的de新xin型xing柔rou性xing電dian池chi。這zhe種zhong電dian池chi由you一yi些xie不bu同tong顏yan色se的de凝ning膠jiao塊kuai組zu成cheng，像xiang電dian鰻man的de放fang電dian體ti一yi樣yang以yi長chang條tiao排pai列lie。如ru果guo想xiang啟qi動dong電dian池chi，你ni隻zhi需xu要yao把ba這zhe些xie凝ning膠jiao塊kuai疊die在zai一yi起qi。

 

與傳統電池不同
，這款新型電池十分柔軟
、靈活，或許能用在下一代軟體機器人身上。而且，由於電池所用的材料可以和我們的身體相容
，因此具有促進開發下一代起搏器、假jia肢zhi和he醫yi用yong植zhi入ru物wu的de潛qian力li。想xiang象xiang一yi下xia能neng發fa電dian的de隱yin形xing眼yan鏡jing，或huo者zhe能neng依yi靠kao我wo們men體ti內nei液ye體ti和he鹽yan分fen運yun行xing的de起qi搏bo器qi，所suo有you這zhe些xie產chan品pin的de靈ling感gan或huo許xu都dou將jiang來lai自zi電dian鰻man。

 

 

紅hong色se凝ning膠jiao含han有you鹽yan水shui，而er藍lan色se凝ning膠jiao含han有you淡dan水shui。離li子zi原yuan本ben會hui從cong紅hong色se凝ning膠jiao流liu向xiang藍lan色se凝ning膠jiao，但dan由you於yu基ji板ban的de間jian隔ge，無wu法fa出chu現xian這zhe樣yang的de流liu動dong。與yu此ci同tong時shi，與yu這zhe塊kuai基ji板ban對dui應ying的de另ling一yi塊kuai基ji板ban上shang布bu置zhi了le綠lv色se和he黃huang色se凝ning膠jiao，當dang它ta們men橋qiao接jie在zai藍lan色se和he紅hong色se凝ning膠jiao之zhi間jian的de空kong隙xi時shi
，就jiu能neng為wei離li子zi運yun動dong提ti供gong通tong道dao。

 

為了研製這種與眾不同的電池，研究團隊成員湯姆·施羅德（Tom Schroeder）和安妮·古哈（Anirvan Guha）開始深入了解電鰻放電體的工作原理。這些細胞以長條形堆疊，互相之間存在充滿液體的間隔——就jiu像xiang塗tu抹mo了le蜂feng蜜mi或huo糖tang漿jiang的de薄bo餅bing疊die起qi來lai。當dang電dian鰻man休xiu息xi時shi，每mei個ge放fang電dian體ti會hui從cong正zheng麵mian和he背bei麵mian泵beng出chu正zheng離li子zi，產chan生sheng兩liang股gu能neng互hu相xiang抵di消xiao的de相xiang反fan電dian壓ya。但dan是shi，在zai需xu要yao的de時shi候hou，放fang電dian體ti的de背bei麵mian會hui翻fan轉zhuan過guo來lai，開kai始shi向xiang相xiang反fan方fang向xiang泵beng出chu正zheng離li子zi，形xing成cheng貫guan穿chuan整zheng個ge細xi胞bao的de微wei小xiao電dian壓ya。關guan鍵jian在zai於yu，所suo有you放fang電dian體ti可ke以yi同tong時shi翻fan轉zhuan
，它ta們men的de微wei小xiao電dian壓ya加jia起qi來lai就jiu能neng產chan生sheng強qiang大da的de電dian能neng。這zhe就jiu好hao像xiang電dian鰻man的de尾wei巴ba上shang有you著zhe數shu千qian個ge這zhe樣yang的de電dian池chi，其qi中zhong一yi半ban指zhi向xiang“錯誤”的方向
，但電鰻可以隨時把它們調整到“正確”的方向，使它們對齊並放電。這樣的特化程度簡直不可思議。

 

shiluodehetongshimenyikaishixiangzaishiyanshilifangzaochuzhenggefangdianqiguan，dantamenhenkuaiyishidaozhemezuotaifuzale。zhihou
，tamenyoukaolvbaxuduomodieqilai，mofangfangdiantideduidiexingshi——但精細的膜材料很難以數以千計的量級進行操作。如果一張膜破裂，整個電池就會失效。

 

最終，研究人員選擇了更為簡單的方案，采用凝膠塊填充在兩塊獨立基板之間。紅hong色se凝ning膠jiao含han有you鹽yan水shui
，而er藍lan色se凝ning膠jiao含han有you淡dan水shui。離li子zi原yuan本ben會hui從cong紅hong色se凝ning膠jiao流liu向xiang藍lan色se凝ning膠jiao
，但dan由you於yu基ji板ban的de間jian隔ge，無wu法fa出chu現xian這zhe樣yang的de流liu動dong。與yu此ci同tong時shi，與yu這zhe塊kuai基ji板ban對dui應ying的de另ling一yi塊kuai基ji板ban上shang布bu置zhi了le綠lv色se和he黃huang色se凝ning膠jiao

，當dang它ta們men橋qiao接jie在zai藍lan色se和he紅hong色se凝ning膠jiao之zhi間jian的de空kong隙xi時shi，就jiu能neng為wei離li子zi運yun動dong提ti供gong通tong道dao。

 

這一設計的機智之處在於：綠(lv)色(se)凝(ning)膠(jiao)塊(kuai)隻(zhi)允(yun)許(xu)正(zheng)離(li)子(zi)通(tong)過(guo)，而(er)黃(huang)色(se)凝(ning)膠(jiao)塊(kuai)隻(zhi)允(yun)許(xu)負(fu)離(li)子(zi)通(tong)過(guo)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)正(zheng)離(li)子(zi)隻(zhi)能(neng)從(cong)一(yi)側(ce)流(liu)入(ru)藍(lan)色(se)凝(ning)膠(jiao)
，負(fu)離(li)子(zi)則(ze)隻(zhi)能(neng)從(cong)另(ling)一(yi)側(ce)流(liu)入(ru)。這(zhe)就(jiu)在(zai)藍(lan)色(se)凝(ning)膠(jiao)上(shang)產(chan)生(sheng)了(le)一(yi)個(ge)電(dian)壓(ya)
，就(jiu)像(xiang)放(fang)電(dian)體(ti)一(yi)樣(yang)。而(er)且(qie)
，正(zheng)如(ru)放(fang)電(dian)體(ti)“合作”放電一樣，每個凝膠塊隻能產生微小的電壓，但數千個凝膠塊排成一排時
，就能產生高達110伏的電壓。

 

電鰻的放電體隻有在收到來自神經係統的信號之後才會放電，但在施羅德等人的設計中，凝膠放電的觸發要簡單得多——你隻需要把兩組凝膠壓到一起。

 

這些凝膠如果放在一大張基板上，用起來肯定非常麻煩。為解決這一問題，密歇根大學的工程師馬克斯·斯坦因（Max Shtein）提出了一個巧妙的方案——折紙。利用類似於太陽能電池板折疊放入衛星的特殊折疊方法，他設計出了能使凝膠以正確順序
、正(zheng)確(que)顏(yan)色(se)接(jie)觸(chu)的(de)折(zhe)疊(die)平(ping)板(ban)，使(shi)研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)能(neng)在(zai)小(xiao)得(de)多(duo)的(de)空(kong)間(jian)中(zhong)製(zhi)造(zao)出(chu)相(xiang)同(tong)的(de)電(dian)能(neng)。電(dian)池(chi)所(suo)占(zhan)的(de)空(kong)間(jian)非(fei)常(chang)小(xiao)
，隻(zhi)有(you)隱(yin)形(xing)眼(yan)鏡(jing)那(na)麼(me)大(da)
，或(huo)許(xu)有(you)一(yi)天(tian)能(neng)實(shi)現(xian)可(ke)穿(chuan)戴(dai)的(de)應(ying)用(yong)。

 

muqianzhezhongdianchihaixuyaozhudongchongdian。yidanjihuo
，tamenkeyitigongjigexiaoshidedianneng，zhidaobutongningjiaozhijiandelizishuipingdadaopingheng。cishijiuxuyaozaicichongdian，yongdianliushiningjiaohuidaogaoyanhediyanjiaotipailiedezhuangtai。buguo，shiluodezhichu
，womendeshentinenggoubuduanbuchonghanyoubutonglizinongdudetiyexucun
，youchaoyirihuoxunengliyongzhexiexucunlaikaifadianchi。

 

congbenzhishangshuo

，zhehuishirenleideshentibiandegengjiejindianman。jinguanbaqitarendiandaodekenengxinghendi
，danliyongwomentineidelizitidu，huoxukeyiweiyixiexiaotijideyixuezhiruwugongdian。dangran

，yaoshixianzheyangdemubiaohaiyouhenchangdeluyaozou。

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