科技日?qǐng)?bào)記者 馮衛(wèi)東 美歐國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)最近開(kāi)發(fā)出一種獨(dú)特的可貼在皮膚上的新型柔性可伸展器件，其能通過(guò)改變汗液中的化合物產(chǎn)生電能，可持續(xù)點(diǎn)亮LED（有機(jī)發(fā)光二極管），堪稱(chēng)一種生物燃料電池。這項(xiàng)研究為開(kāi)發(fā)由自主且環(huán)境友好的生物電池提供動(dòng)力的可穿戴電子設(shè)備開(kāi)辟了新途徑。相關(guān)論文發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》上。
可穿戴電子設(shè)備的潛在用途正不斷增加，尤其是在醫(yī)療和運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)方面。這類(lèi)設(shè)備需要開(kāi)發(fā)一種可輕易集成到人體的可靠、高效能源。長(zhǎng)期以來(lái)，使用人類(lèi)有機(jī)液體中存在的“生物燃料”一直是個(gè)有前景的方向。
美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校和法國(guó)格勒諾布爾阿爾卑斯大學(xué)的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)共同開(kāi)發(fā)了一種柔性導(dǎo)電材料，由碳納米管、交聯(lián)聚合物和酶組成，通過(guò)可伸展的連接器連接，并通過(guò)絲網(wǎng)印刷直接印在材料上。
跟隨皮膚變形，生物燃料電池通過(guò)減少氧氣和汗液中存在的乳酸氧化產(chǎn)生電能。一旦應(yīng)用于手臂，其就會(huì)使用升壓器為L(zhǎng)ED持續(xù)供電。該燃料電池的生產(chǎn)相對(duì)簡(jiǎn)單且便宜，主要成本是轉(zhuǎn)化汗液中化合物的酶的生產(chǎn)。研究人員現(xiàn)正在尋求放大生物燃料電池提供的電壓，以便為更大的便攜式設(shè)備供電。
生物燃料電池作為能源家族中最特殊的一員，可以說(shuō)是一種真正意義上的綠色電池。其以有機(jī)物為燃料，直接或間接利用酶作為催化劑，能量轉(zhuǎn)化率理論上來(lái)講相當(dāng)高。不過(guò)現(xiàn)階段，生物細(xì)胞膜或酶蛋白質(zhì)中存在的非活性部分，對(duì)電子傳遞造成了很大阻力，這個(gè)傳遞過(guò)程又會(huì)影響整個(gè)電池的效率。因此，要想開(kāi)發(fā)出真正可“派上用場(chǎng)”的生物燃料電池，必須攻克這個(gè)繞不過(guò)的難關(guān)。
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