2022年8月

电池和葡萄糖,看上去毫不相关的两个东西,怎么会凑到一起去了呢?今天要介绍的一种电池,是用人体中的葡萄糖作为燃料来供能的。一起去看看它是怎么运转的吧!

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《科幻世界画刊》(小牛顿)2022年8期:人体葡萄糖燃料电池



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电池和葡萄糖,看上去毫不相关的两个东西,怎么会凑到一起去了呢?今天要介绍的一种电池,是用人体中的葡萄糖作为燃料来供能的。一起去看看它是怎么运转的吧!



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全球每年约有四十万名患者选择植入心脏起搏器以控制不规律的心跳。但是,常规心脏起搏器的电池电量通常只能持续六七年,电池快没电时需要手术更换新的起搏器,这会增大患者感染的风险。

 

因此,科学家想到一个办法,如果置于人体内的医疗植入物的电池能够以人体中的葡萄糖作为燃料,那不就有了源源不绝的能量来源吗?美国麻省理工学院和德国慕尼黑工业大学的工程师们设计了一种新型葡萄糖燃料电池,目标是未来能够把它植入人体,利用人体内的葡萄糖为医疗设备提供电力。

 

葡萄糖燃料电池的阳极与人体体液中的葡萄糖发生化学反应后,会释放出两个质子和两个电子。电子运动会形成电流,为电子设备提供电力;质子则经电解质传导后与空气结合,最终转变成无害的水分子。

 

旧式的葡萄糖燃料电池中的电解质主要由聚合物制成,但在新型电池中,工程师们改用一种新型材料——二氧化铈来制作电解质。这种材料坚固稳定,可以很好地传导质子。电极则依然采用现有氢燃料电池的电极制作材料铂来制作,以使其与葡萄糖之间保持稳定的反应。

 

这款新型葡萄糖燃料电池,尺寸只有300微米宽、400纳米厚,却是迄今为止功率密度最高的葡萄糖燃料电池,足以为植入性的医疗设备提供电力。希望其能尽快得到应用,造福人类。

 

 

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让我们一起阅读2022年08期的《科幻世界画刊》(小牛顿),共同了解上述知识吧!


 

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杂志特色

■获得荣誉超过百项

《科幻世界画刊》(小牛顿)是由中国台湾牛顿出版股份有限公司独家授权科幻世界杂志社出版的少儿科普期刊,为大16开全彩月刊。《小牛顿》是台湾省杰出的儿童科学期刊,二十余年来获得荣誉超过百项,并三次获得台湾省出版最高奖——金鼎奖。

 

■内容丰富详实

《科幻世界画刊》(小牛顿)共有六个板块,从身边小物、动物植物、世界奇景、科学家的故事、前沿科技等多方面给孩子进行详实的科普。让读者从身边最常见的事物开始,一步一步窥探世界的奥秘。

 

■叙述深入浅出

《科幻世界画刊》(小牛顿)的语言简单易懂,叙述深入浅出,让原本枯燥的知识变得简洁明了,再配上生动形象的图片、诙谐有趣的小插图,让孩子更快融入情境,更易理解文中讲述的科学奥秘。