微型納米發電機問世心臟跳動可發電

一種微型“納米發電機”可植入體內，從心臟跳動獲得能量，向動物活體內植入的傳感器提供電能。

　　近日，科學家最新研究顯示，一種微型“納米發電機”可植入體內，從心臟跳動獲得能量，向動物活體內植入的傳感器提供電能，為體內低血糖等多種疾病狀況進行早期預警。

　　目前，科學家已成功地將“納米發電機”植入實驗老鼠體內，并從老鼠的心臟跳動中獲得電流。負責這項研究的是美國加州理工學院王中林帶領的研究小組，他們認為納米發電機產生的電流可驅動活體內傳感器。

　　王中林指出，在納米等級建立的氧化鋅導線可作為壓電材料，該材料能夠將機械能轉化為電能。因此，他和同事們構建了一個柔韌性微型發電機，可將動物活體的呼吸或心臟跳動等自然機體行為轉變成為電能。

　　研究小組將氧化鋅導線放置在一個柔韌聚合物培養基，使得該納米線以不同的形式融入其中。他們將該裝置封裝在一個聚合物中屏蔽了體內液體，從而保證該裝置產生的任何電流都不受背景干擾。

　　研究人員使用組織黏合劑將這個長5毫米、寬2毫米的矩形裝置附著在老鼠的隔膜肌肉上，王中林說：“這種納米發電機非常小，你幾乎無法用肉眼能看到。”伴隨著每一次呼吸，納米導線將產生變形，從而產生2毫伏特潛電壓下4微微安培(picoamps)電流。

　　之后，研究人員在不同實驗老鼠的心臟植入類似的納米裝置，可產生3毫伏特潛電壓下30微微安培(picoamps)電流。雖然產生的電量非常小，研究人員希望能夠按比例輸出，這將足夠為單個植入型納米傳感器提供電能，比如：血壓傳感器或者葡萄糖傳感器。這些傳感器對于電流的需求適中，并且不要求持續的電流供給。

　　王中林稱，這種納米裝置能以任意方向捕捉活體內的機械能，因此它們不必以特定的陣列排列。他強調指出，動物活體的任何機械能都可轉化為電流，為納米傳感器提供動力。未來我們期望它們能夠進入人體臨床實驗階段，成為人體內真正的“微型發電機”。相關論文發表于《先進材料》。