效仿電鰻發電 未來醫學裝置用人體發電

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【大紀元10月27日訊】(大紀元記者王薇編譯)耶魯大學和美國國家標準及科技研判單位(NIST)的研究人員說表示,電鰻的發電細胞可透過基因工程的改造,提供電力給植入生物體內的生物醫學裝置。

NIST的拉萬說:「我們現在了解電鰻發電細胞運作的方式,我們可以思考如何利用這些細胞來帶動醫學裝置。」

電鰻的發電細胞透過八個幫浦及通道,產生和釋放超過500伏特的電流脈衝,用來電麻或電斃獵物或潛在掠食者。

從細胞中抽取帶正電荷的鉀和鈉離子時,在細胞內的帶負電荷的離子會增加。打開通道將引起電流從細胞中流出,使產生足夠的電以擊昏鰻魚的犧牲者。

科學家們利用電腦模組以不同的組合方式對八種通道和幫浦進行實驗,一個細胞接四組的通道和幫浦比較容易製造的,但卻只有將糖轉換成電力效能的4%。

令人驚訝的是取消一個幫浦及調整其他幫浦及通道的比例,科學家們設計出一個強大而有具動能效率的細胞。

拉萬說:「天然的電鰻細胞轉換糖份成能量的效率大約是14%,但基因工程改造後的電鰻的轉換效率增加到19%。」

人體細胞能量的來源與驅動電鰻細胞內幫浦及通道的動力都是三磷酸腺(adenosine triphosphate,ATP)。剝奪一個磷酸鹽將導致細胞活動,在這過程中,將ATP轉換成二磷酸腺(ADP)。糖份則會幫助ADP轉換回ATP。

科學家們將體內自然生成的糖份轉變稱為置入體內的發電機。每一個細胞預估會產生150毫伏的電力。

將這些發電細胞排列好,夾在兩個絕緣物質中間,一個4毫米的立方體可以產生3伏特的電力,足夠供應視網膜植入所需的能量,而電視遙控器內的電池可產生1.5伏特的電力。

最終科學家希望利用陽光就能發電,透過如植物般的光合作用,將陽光轉換成糖份,以提供置入人體醫學裝置的電力,而不需要利用人體本身的糖份。因此科學家們想利用將陽光轉換成糖的程序來取代人體自行的供給。
(//www.dajiyuan.com)

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