电鳗是海洋中最迷人的生物之一，它是属中唯一的物种，它有三对能产生电力的腹部器官，可以用来保护自己或电晕猎物。受到独特的刀鱼的启发，一群研究人员现在已经使用3D生物打印技术来创建一个模拟电鳗能力的软电源。电鳗背后的科学很吸引人。在海洋生物内部，离子，带电原子或分子聚集在细胞膜的任一侧形成离子梯度，并且可以从离子梯度上的电位收集电势或电压。在一个叫做“跨膜运输”的过程中，电鳗使用这个过程来产生自己的电力。
研究人员希望在人造结构中做同样的事情，使用生物3D打印机堆叠充满不同强度盐水的水凝胶。他们使用3D生物打印机堆叠的水凝胶越多，产生的电压就越高，最终他们创建了一个可产生110伏特电压的系统。
复杂的生物打印技术涉及将凝胶前体液滴阵列沉积到塑料基材上，然后用紫外光固化以将它们转化为固体凝胶。通过在一个底物上交替使用高盐度和低盐度的凝胶，在另一个底物上交替使用阳离子选择性和阴离子选择性凝胶，研究人员制作了一个可用于产生令人印象深刻的612四聚体凝胶电池。
“现在，我们处在几十到几百微安培的范围内，这对于大多数电子设备来说太低了，”弗里堡大学Adolphe Merkle研究所研究生Anirvan Guha坦言。但进一步的研究可能会将这种人造电鳗变成更实用的东西。 Guha和其他研究人员认为他们的工作可以帮助开发可植入设备的电源，如起搏器等身体增强装置，可以“利用人体内已有的梯度”。“那么你可能会创建一个不断充电的电池，”Guha说，“因为这些离子梯度在体内不断重新建立。”
这项研究本周将在加州旧金山举行的第62届生物物理学会年会上发布。
