那邊的吃魚少年，魚鱗留給我們做能量收集器吧！

材料牛注：印度每天要消耗很多的魚，產生大量的“魚類生物垃圾”。印度賈達普大學的研究團隊試圖對這些生物垃圾做一些積極的處理，實現了對魚類副產物的循環利用，并將其轉化為自動供能的能量收集器。

該研究工作的基礎很簡單：魚鱗包含的膠原纖維具有控制電壓的性能，這意味著提供一個機械壓力，就可以產生電荷。如同團隊這周發表在Applied Physics Letters的研究報告所說，利用這個性能可以制造生物壓電納米發電機。

賈達普大學物理系有機納米壓電設備實驗室的副教授Dipankar Mandal解釋道：要做到這一點，研究人員需要先從加工魚市場收集生魚鱗，然后通過除鹽工藝使其變得透明和柔韌，處理后的魚鱗內部的膠原用作活性壓電元件。

“我們能夠制做出兩側有電極的生物壓電納米發電機——a.k.a能量收集器，然后對它進行壓層。”Mandal說。單一的膠原納米纖維就具有壓電性，這是眾所周知的。然而到現在為止，沒有人試圖把魚鱗內部膠原納米纖維的分層。“當很多膠原納米纖維在魚鱗中分層并且自組裝的時候，我們想要探測壓電區域會發生什么變化。通過直接測量，我們能夠確認的是，魚鱗膠原的壓電效應是相當大的（?5 PC/ N）。”Mandal補充道。

在印度印多爾的Raja Ramanna先進技術中心，研究人員用X射線吸收精細結構譜探索魚鱗膠原的自動定位現象。通過實驗和理論測試，他們確定了生物壓電納米發電機的能源捕捉性能。它能夠捕捉環境周圍的機械能源，包括身體動作、機械和聲音振動、風能，甚至用手指反復觸摸生物壓電納米發電機，就能開啟超過50個藍色LED。

“我們期待我們的工作對自供電的電子產品領域能夠產生一定影響。到目前為止，盡管付出了極大的努力，依然沒有人能夠做出高性價比單步驟的生物降解能源收集器。”Mandal說。除了便攜式電子產品，該小組的工作成果還有多種潛在用途，例如：透明電子，生物相容或可降解生物電子，食用電子，自供電植入式醫療設備，手術，電子醫療監測，以及體外和體內診斷學。

Mandal說，“在未來，我們的目標是在心臟起搏器中植入一個生物壓電納米發電機，通過心臟跳動持續不斷地為設備供能。然后當沒有需求時它會自動降低。由于心臟組織也由膠原組成，我們的生物壓電納米發電機將很容易與心臟兼容。”

生物壓電納米發電機同樣有助于針對性的藥物傳遞，治療體內腫瘤細胞并刺激不同類型的受損組織。“因此，我們期待我們的工作對下一代植入式醫療設備產生一定的意義。我們的終極目標是設計由無毒金屬組成的精細的可攝入電子，廣泛地用于診斷和治療領域。”Mandal補充道。

原文鏈接：Fish 'biowaste' converted to piezoelectric energy harvesters.

文獻鏈接：High-performance bio-piezoelectric nanogenerator made with fish scale.

本文由編輯部張瑩提供素材，Meadow編譯，點我加入材料人編輯部。