日前，美國的研究人員模仿電鰻發(fā)電原理開發(fā)了一種新電池，利用離子濃度差發(fā)電。2007年12月圣誕節(jié)前夕，一家日本水族館將圣誕樹上的電燈與裝有一條電鰻的水箱相連，點亮了圣誕樹上的燈。從做秀的角度來看，水族館的做法非常成功，吸引了大批游客。

地球上的許多生物都會善用自身體內(nèi)離子濃度的差異。拿人腦舉例：人腦依靠電脈沖釋放“捆綁”在神經(jīng)傳導素上的鈣離子，實現(xiàn)與其他神經(jīng)系統(tǒng)的溝通。電鰻的發(fā)電系統(tǒng)可以產(chǎn)生很強的電力，它利用的便是體內(nèi)約6000個發(fā)電細胞里鈉離子的濃度差。一般情況下，這些發(fā)電細胞是彼此隔離的個體。當電鰻找到獵物時，它便會打開細胞大門，讓離子自由流動。因為電鰻生活在水中，而水是可導電溶劑，當它體內(nèi)的帶電離子流動時，便會產(chǎn)生電流。

大衛(wèi)·拉凡是位于美國馬里蘭州國家標準和技術(shù)研究所的研究人員。他和同事正在研究活細胞的細胞膜及其膜內(nèi)的蛋白質(zhì)，希望通過細胞膜內(nèi)蛋白質(zhì)的選擇性引導離子流動產(chǎn)生電流。實驗最開始階段，他們研究的是人工制造成“原始細胞”。這些原始細胞與真正的細胞一樣，由脂肪分子構(gòu)成的薄膜包裹著。薄膜內(nèi)“游動”的蛋白質(zhì)只允許某些特定的離子通過。之后，研究人員意識到，原始細胞也許可以被利用起來模仿電鰻的發(fā)電系統(tǒng)。

后來，研究小組將兩個原始細胞進行融合，讓它們共享各自的部分薄膜。緊接著，他們將一個細胞內(nèi)注入稀釋的氯化鉀，而另一個細胞內(nèi)則注入濃度較高的氯化鉀。兩個細胞內(nèi)鉀離子和氯根離子濃度的不同自然導致了離子從濃度較低的細胞流入濃度較高的細胞內(nèi)。不過，試驗中原始細胞的薄膜過厚在很大程度上阻礙了離子的自由流動。

為解決這一問題，拉凡博士和他的同事向原始細胞薄膜內(nèi)加入了一種名為α溶血素的蛋白質(zhì)。α溶血素就像是一座具有選擇性功能的橋梁，它能夠允許帶正電的鉀離子通過，同時阻止帶負電的氯根離子。當離子朝一個方向運動時，電子（帶負電）就會向相反的方向流動。為了使電子流動產(chǎn)生電流，工作小組將兩個微小的電極接在了原始細胞上。

研究人員在國際著名期刊《先進材料》上發(fā)表了一篇報告。報告中說，如果電極原材料的電阻與電子通過原始細胞薄膜時遇到的電阻一樣，電極就能在“有用的時間段內(nèi)”產(chǎn)生“有用的電流”。電池內(nèi)原始細胞的數(shù)量越多，電池的使用壽命就會越長。拉凡博士表示，兩個直徑幾厘米長的原始細胞所發(fā)電力足夠一只MP3使用10小時。