长久以来,利用大自然的能源一直是人类的梦想,如今在太阳能、地热等资源领域,我们正逐步加以利用。或许在不久的将来,我们还能从那些背负着小壳的生物身上获取更多可利用的能源。
纽约州克拉克森大学的研究人员宣布,他们成功将一款生物燃料电池植入了一只小蜗牛体内。这是植入式电池首次在活体生物内持续运转,其电能来源于蜗牛体内的葡萄糖。尽管产生的电量十分微弱,但这些具备发电能力的生物未来有望被部署到全球各地,执行探索、救援任务,或是对敌人进行秘密监视——它们的这种新能力,能够为各类生物电子设备提供能源支持。
如果那看起来带点邪恶的意味,说不定是因为这类项目的资金来源于美国国防部高级研究计划局开展的混合微型昆虫机电系统研究项目——这个项目专注于“开发能控制昆虫移动的技术,就如同在马奔跑时要对其腰部进行有效操控一般”。
研究人员将两个涂有酶的电极插入一只蜗牛的壳内,使其停留在蜗牛身体与壳之间的空隙中——蜗牛生存所需的葡萄糖恰好存在于这个空隙里。当蜗牛爬行移动时,电极上的酶会与葡萄糖发生化学反应,从中产生微弱的电能。
由于昆虫的多数组织发育发生在蜕变的后期阶段,包裹植物机械系统的新生组织会逐步愈合,进而形成稳固可靠的机械组织表面。之后,机械系统会引导昆虫的移动,确定其位置,并提取能源来驱动电子系统。
研究人员表示,间谍活动与战争并非这类生物燃料电池的唯一应用场景。这类由自然过程驱动的电池组,未来也有望为人工器官、纳米机器人或是可穿戴式个人电子设备供给能量。不过,由于该装置所收集的电流较为微弱,任何对能量需求较高的微型设备都只能进行间歇性使用。
研究人员们几乎打造出一个近乎真实的机械昆虫混合体——一只机器蟑螂,它可以通过一套类似的系统,将昆虫体内天然生成的葡萄糖转化为生物电池的燃料。这只连核爆炸都能承受住的蟑螂,并没有因腹腔植入的装置而受到伤害。他们也在一种香菇(这种蘑菇同样未受损伤)上开展了相同的实验。

一只半机械蜗牛成为一个微型发电厂

科学家已经创造出一种存放于蜗牛体内的生物燃料电池