血液流動發電不是夢！復旦大學團隊用碳納米管纖維做到了

近日，杜克大學神經外科學教授馬蒂亞斯·格羅默耶 (Matthias Gromeier) 和免疫學教授史密塔·奈爾 ( Smita Nair ) 領銜的研究團隊揭示了如何利用修飾過的脊髓灰質炎病毒 PVS-RIPO (recombinant oncolytic poliovirus) 激活人體免疫系統並消滅癌細胞，該研究發表於《科學·轉化醫學》。

為了給可穿戴電子設備供電，工程師們一直在尋找從人體發電的方法。他們已經設想出將心跳、步行以及肌肉運動轉化成電力的方案。

現在，復旦大學的研究團隊找到一種利用血液流動發電的方法，採用的材料是碳納米管紡成的微型纖維。該纖維可以植入到血管中，收集血液流動產生的能量。研究人員提出了基本概念，發表在《應用化學》（Angewandte Chemie）期刊上，但是尚未進行動物實驗測試。

上述微型纖維的直徑為 0.8 毫米，可以用塑料纖維包裹在有序碳納米管陣列製備而成，也可以將碳納米管捻成紗線狀纖維。

圖 l 微型纖維（來源：復旦大學/Wiley）

研究人員把這個系統稱之為迷你版水力發電，但是原理不同。如果把纖維進入到鹽溶液中，浸入的納米管和溶液界面形成雙電層，其中納米管表面帶負電，溶液表面帶正電。當溶液流過時，溶液中的負離子以及納米管中的電子會去平衡雙電層。但是，它們沒有完全成功，導致纖維兩端電荷不同，進而產生電壓和電流。有其他團隊已經製備了基於納米管的「紗線」，在扭轉和拉伸時可發電。

當纖維（用銅線連接在一起）放入含有鹽溶液的管中，鹽溶液流動即可發電，並且其效率超過 23%。這比先前報道的纖維狀能量收集裝置的效率高。另外，纖維越長、流體流動越快、鹽溶液濃度越大，輸出的電力越高。

一個 30 厘米長的裝置可以產生 0.04 毫瓦的電量，足夠為小型的感測器和植入器供電。為了示範該裝置在人體中的應用，研究人員將 3 個 10 厘米長的纖維連接到青蛙的坐骨神經上，然後把這些纖維浸入到流動的鹽溶液中，結果導致輕微的肌肉收縮。

此外，研究人員表示，這些纖維還可以編製到紡織品中，以製作可供電的衣物。

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