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電池“裝甲” 吞咽無憂

發(fā)布時間: 2014-11-05 08:55:01    來源: 中國科學報
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[摘要]每年超過3000名美國兒童會因為吞咽紐扣電池進入急救室,這些紐扣電池可以為玩具、計算器等各類電子設備提供能量。

 

  圖片來源:《科學》

  每年超過3000名美國兒童會因為吞咽紐扣電池進入急救室,這些紐扣電池可以為玩具、計算器等各類電子設備提供能量。然而,一旦它們進入喉嚨,這些扁平的圓形供電設備就會釋放強腐蝕性的化學物質,能夠嚴重灼傷食道,導致內出血甚至死亡。

  科學家發(fā)現(xiàn)了一種簡單的解決方法:給這些電池穿上一層“盔甲”,讓它們進入腸道后不產生傷害。

  當一塊電池進入消化道后,會與腸液發(fā)生反應,產生電流,釋放氫氧化物以及強腐蝕性離子,可以在數(shù)小時內使腸道組織嚴重損壞。所以,生物工程學家利用這樣一個事實,即電池在電池槽中的時候會有一種輕微的壓力,但是在消化道中并不會如此。他們給電池穿上了一層量子隧穿復合材料的衣服,即由硅鑲嵌著金屬粒子制成的一種類似于橡膠的材料。

  一般來講,這些金屬粒子離得很遠,因此不會導電。但是當這些粒子一起被壓縮在體積僅有數(shù)個納米的空間中時,電子就會經過量子隧道穿過硅,把混合材料從絕緣體變成導電體。

  研究人員還對這層盔甲進行了矯正,讓裝甲后的電池依然適用于常規(guī)電子設備,但是一旦進入消化道,就會失去導電性。為了驗證他們的設計,科學家分別把一個常規(guī)紐扣電池和一個有裝甲的紐扣電池放入活豬食道內。

  體外監(jiān)測實驗表明,常規(guī)電池很快就會釋放氫氧化物,而視頻中同時顯示,有裝甲的電池依然完好無損,對豬的腸道沒有任何損害。

 

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