日前，美國(guó)的研究人員模仿電鰻發(fā)電原理開(kāi)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(shù)上的電燈與裝有一條電鰻的水箱相連，點(diǎn)亮了圣誕樹(shù)上的燈。從做秀的角度來(lái)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(huì)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(dǎo)素上的鈣離子，實(shí)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(qiáng)的電力，它利用的便是體內(nèi)約6000個(gè)發(fā)電細(xì)胞里鈉離子的濃度差。一般情況下，這些發(fā)電細(xì)胞是彼此隔離的個(gè)體。當(dāng)電鰻找到獵物時(shí)，它便會(huì)打開(kāi)細(xì)胞大門(mén)，讓離子自由流動(dòng)。因?yàn)殡婗犐�活在水中，而水是可�?dǎo)電溶劑，當(dāng)它體內(nèi)的帶電離子流動(dòng)時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生電流。

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

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

為解決這一問(wèn)題，拉凡博士和他的同事向原始細(xì)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(guò)，同時(shí)阻止帶負(fù)電的氯根離子。當(dāng)離子朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電子（帶負(fù)電）就會(huì)向相反的方向流動(dòng)。為了使電子流動(dòng)產(chǎn)生電流，工作小組將兩個(gè)微小的電極接在了原始細(xì)胞上。

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