第一个生物兼容的离子电流电池

有些人喜欢新鲜割草的气味，因为它标志着与夏天的心理联系。马里兰大学的一组研究人员喜欢场地管理员修剪草坪，因为每片草叶都可以用作独特电池的电缆，该电池可以传递离子信号以激发精神冲动。欢迎来到科学。

电池历史上几乎所有开发的电池都通过电线提供电流。马里兰团队开发了他们认为可能是第一个提供离子电流的电池。而且由于大多数电线所使用的材料（如金属、碳、半导体等）不能传导离子，因此研究人员必须找到能够传导离子的材料；他们使用棉线之类的东西，以及他们从校园草坪上摘下来的草。

每个人都知道生物有机体依靠电脉冲运作。这些冲动是心电图 (EKG)、脑电图 (EEG) 和基努·里维斯 (Keanu Reeves) 加入《黑客帝国》(The Matrix) 的基础。鲜为人知的是，这些生物脉冲是离子的，而不是电的。当突触触发时，它不是在传输电子，而是在传输钠离子。类似地，肌肉细胞基于离子穿过分子膜中的离子通道进行放电。

与离子系统交互时，传统电池与电子电池之间的差异。资料来源： 自然网。

根据描述新电池的论文，当然，可以用电流刺激生物过程，但这会导致电化学反应，往往会破坏甚至有时会损害生物系统。

离子电流将提供更精确的监测、供电和激活，但迄今为止所有与离子触发生物系统交互的尝试都必然涉及以某种方式将电流转换为离子电流。

如果可以直接产生和传递离子电流会怎样？电池中存在离子活动，但该活动旨在产生电流并被限制在电池内。马里兰州的研究人员想知道是否有可能颠倒电池的设计。

他们已经证明这是可能的。在他们的论文中，他们通过与传统电池的对比来介绍他们的新电池：“传统电池包括阴极和阳极，它们通过离子介质（例如液体电解质）连接；在外部，电子通过电路为设备供电。相反，电子电池的内部由导电体连接，该导电体只允许电子从负极传输到正极，而离子则流经离子电缆并向外传输以形成离子回路。”

如上所述，离子电缆是浸泡在电解质中的绳子或草。有聚合物和陶瓷可以使用，但研究人员表示，与他们使用的解决方案相比，它们的导电性和柔韧性都较差。

研究人员提供了他们电子电池的构造细节：它有一个锂金属阳极和一个氧化钒阴极。阳极和阴极都密封在充满有机电解质的玻璃管中。“玻璃管的一端用离子交换膜 (IEM) 密封，它保留电解质并允许离子通过，”该论文说。“电极与允许电子传输并用作内部电路的导电线相连。”草电缆连接到每个电极的 IEM 上以传导离子并用作外部电路。

接下来的步骤将包括确定是否有可能创建一种适用于医疗应用的电子电池版本。这些应用程序可能包括对大脑信号的精确操纵，这可能有助于控制任何数量的具有神经系统原因的残疾。

　　审核编辑：汤梓红