效仿电鳗发电 未来医学装置用人体发电

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【大纪元10月27日讯】(大纪元记者王薇编译)耶鲁大学和美国国家标准及科技研判单位(NIST)的研究人员说表示,电鳗的发电细胞可透过基因工程的改造,提供电力给植入生物体内的生物医学装置。

NIST的拉万说:“我们现在了解电鳗发电细胞运作的方式,我们可以思考如何利用这些细胞来带动医学装置。”

电鳗的发电细胞透过八个帮浦及通道,产生和释放超过500伏特的电流脉冲,用来电麻或电毙猎物或潜在掠食者。

从细胞中抽取带正电荷的钾和钠离子时,在细胞内的带负电荷的离子会增加。打开通道将引起电流从细胞中流出,使产生足够的电以击昏鳗鱼的牺牲者。

科学家们利用电脑模组以不同的组合方式对八种通道和帮浦进行实验,一个细胞接四组的通道和帮浦比较容易制造的,但却只有将糖转换成电力效能的4%。

令人惊讶的是取消一个帮浦及调整其他帮浦及通道的比例,科学家们设计出一个强大而有具动能效率的细胞。

拉万说:“天然的电鳗细胞转换糖分成能量的效率大约是14%,但基因工程改造后的电鳗的转换效率增加到19%。”

人体细胞能量的来源与驱动电鳗细胞内帮浦及通道的动力都是三磷酸腺(adenosine triphosphate,ATP)。剥夺一个磷酸盐将导致细胞活动,在这过程中,将ATP转换成二磷酸腺(ADP)。糖分则会帮助ADP转换回ATP。

科学家们将体内自然生成的糖分转变称为置入体内的发电机。每一个细胞预估会产生150毫伏的电力。

将这些发电细胞排列好,夹在两个绝缘物质中间,一个4毫米的立方体可以产生3伏特的电力,足够供应视网膜植入所需的能量,而电视遥控器内的电池可产生1.5伏特的电力。

最终科学家希望利用阳光就能发电,透过如植物般的光合作用,将阳光转换成糖分,以提供置入人体医学装置的电力,而不需要利用人体本身的糖分。因此科学家们想利用将阳光转换成糖的程序来取代人体自行的供给。
(http://www.dajiyuan.com)

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