「前沿技術」僅需葡萄糖和氧氣驅動的人造肌肉

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瑞典林雪平大學的研究人員研發出僅需葡萄糖和氧氣驅動的人造肌肉,具有良好的電催化活性和運動能力。

傳統人造肌肉主要依靠外接電池或其他設備獲得能量,限制了應用範圍。如何利用生物燃料驅動人造肌肉成為研究熱點。研究人員將金電極浸入氨水、雙氧水、去離子水(1:1:5)混合液中祛除表面雜質,然後在金電極表面滴加10μL的四硫富瓦烯7,7,8,8-四氰基對二次甲基苯醌鹽和2,2'-聯氮-雙-3-乙基苯並噻唑啉-6-磺酸溶液。室溫乾燥後,分別經過葡萄糖氧化酶和漆酶溶液的沉積、乾燥,製得陽極和陰極。在聚偏二氟乙烯(PVDF)膜兩側噴金,並浸入吡咯和商用NaDBS溶液中,在0.6V電場下合成聚吡咯(PPy),最終制成PPy/Au-PVDF-Au/PPy型人造肌肉。電化學實驗表明:生物電極的最大開路電壓為0.7V,在0.5V時的最大功率密度為0.27MW/cm2;陽極與陰極均具有良好的生物電催化活性;肌肉受外部生物電場刺激,向陽極側彎曲;反轉電場,肌肉向陰極側彎曲;撤去電場3小時左右,肌肉恢復至原有位置。將人造肌肉插入含有葡萄糖和氧氣的溶液中,可以得到相同結果。

「前沿技术」仅需葡萄糖和氧气驱动的人造肌肉

圖1 人造肌肉彎曲示意圖

這種人造肌肉擺脫了外電源的限制,在再生醫學、可穿戴設備及可自主行動的微型機器人等領域有應用價值。

(藍海星)

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「前沿技术」仅需葡萄糖和氧气驱动的人造肌肉
「前沿技术」仅需葡萄糖和氧气驱动的人造肌肉


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