美研究出新型生物电池 可利用汗水发电
美研究出新型生物电池 可利用汗水发电
未来，在运动中尽情挥洒汗水可能不仅对你的健康有益，而且还能为你的小型电子产品供能。来自美国加州大学圣地亚哥分校的研究者研制出了一种新型传感器，它使用起来就像一个文身贴纸，可以监测人在运动过程中产生的乳酸，并利用汗液产生能量。研究团队将在当地时间8月14日举行的第248届美国化学学会年度会议和博览会上展示这一设备。一般来说，运动越剧烈，身体产生的乳酸就越多。在剧烈运动时，身体需要产生更多能量，因此会激活糖酵解代谢途径。而该过程的代谢产物除能量外，还有乳酸。职业运动员可以通过在体能测试中监测血液中的乳酸水平，来评估自己的健身和训练计划。另外，医生们也通过检测病人在运动中的乳酸水平，来进行疾病诊断，例如心脏病或肺病。目前，乳酸检测不但不方便，而且会干扰测试过程，因为血液样本必须要在运动过程中的不同时间点采集，然后进行分析处理。
美国加州大学圣地亚哥分校的贾文昭和同事们发明了一种可以在运动过程中，更快速、容易和舒适地检测乳酸水平的方法。他们将一个柔软的乳糖传感器压印在纹身贴纸上，传感器中含有一种酶，可以从乳酸分子中夺取电子从而产生弱电流为设备供电。研究者把纹身贴纸贴在了10个健康志愿者的上臂，然后让他们在健身车上进行30分钟阻力不断增大的运动，同时测量设备产生的电流。这样，研究者们就能够在运动强度不断改变的情况下，持续监测汗液中的乳酸水平。
随后，研究团队又利用这些研究结果制造了一个由汗液驱动的生物电池。电池阳极上附着的酶可以乳酸分子中夺取电子，然后将电子传递到阴极上附着的电子受体上，从而产生电流。研究者让15名志愿者佩戴文身生物电池在健身车上进行运动。有意思的是，身体不那么强壮的人（运动频率低于每周1次）要比那些较强壮的人（每周锻炼1-3次）产生的能量要多，而每周运动多于三次的人产生的能量最少。研究者认为这很有可能是因为，身体较弱的人会更快感到疲劳，使得糖酵解反应更早启动，因此产生了更多乳酸。
贾博士指出：“目前这个装置产生的电流还很微弱，但是我们正在研究加强电流的方法，希望最终可以达到驱动小型电子设备的水平。现在我们获得的最大能量是每平方厘米皮肤70微瓦，但是我们使用的电极只有2毫米×3毫米，所以只能产生约4微瓦的能量，这对于需要至少10微瓦才能驱动的手表来说也还太低。因此除了获得更高的能量，还需要让装置能够储存产生的电流，从而提高工作效率。”实验室负责人约瑟夫·王说：“这个设备是表皮电化学生物感应和生物燃料电池相结合的首例，这种结合在未来具有很大的应用潜力。
