近日，美國(guó)一所大學(xué)成功研制出一款可植入昆蟲(chóng)體內(nèi)的生物燃料電池，為美國(guó)五角大樓所資助的“機(jī)械昆蟲(chóng)”研發(fā)項(xiàng)目提供了重要支撐，美國(guó)距打造出能投入實(shí)戰(zhàn)的昆蟲(chóng)間諜目標(biāo)又邁進(jìn)了一步。
美國(guó)凱斯西保留地大學(xué)（Case Western Reserve University）新近研制出的這款生物燃料電池可完全依靠昆蟲(chóng)體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)來(lái)為昆蟲(chóng)身上的電子附件提供電能，供電時(shí)間可達(dá)數(shù)日。甚至可以說(shuō)，只要所植入的昆蟲(chóng)生命未息，電池就工作不止。
有“瘋狂科研部門(mén)”之稱(chēng)的美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）一直致力于研制納米飛行器，為昆蟲(chóng)裝載錄像設(shè)備、傳感器或其他電子設(shè)備，打造昆蟲(chóng)間諜是該部門(mén)長(zhǎng)期以來(lái)的重要課題，DARPA已在該領(lǐng)域取得了諸多突破。
然而，供電不足一直是上述課題的一個(gè)難點(diǎn)，先前所依靠的太陽(yáng)能電池?zé)o法滿(mǎn)足一些耗時(shí)較長(zhǎng)的軍事任務(wù)，因此生物燃料電池技術(shù)對(duì)美國(guó)軍方具有重要意義。
DARPA“遙控”昆蟲(chóng)的方法有賴(lài)于一套“蟲(chóng)載微型機(jī)電系統(tǒng)”，該系統(tǒng)類(lèi)似于馬的韁繩，專(zhuān)為操縱昆蟲(chóng)的飛行等運(yùn)動(dòng)而設(shè)計(jì)。在美國(guó)，蜜蜂早已被用來(lái)搜尋礦藏和大規(guī)模殺傷性武器。
凱斯西保留地大學(xué)的研究人員首先為昆蟲(chóng)注射兩種酶，以分解昆蟲(chóng)在進(jìn)食后體內(nèi)所產(chǎn)生的復(fù)雜微粒。第一種酶會(huì)將微粒轉(zhuǎn)化為糖，第二種則會(huì)隨即將糖氧化，在這過(guò)程中便會(huì)產(chǎn)生電子。電子會(huì)被充入電池，并形成電流。這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，電流的形成并不需要昆蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)，哪怕昆蟲(chóng)被關(guān)在一個(gè)密閉的空間內(nèi)也可保障電池正常工作。
此外，科研人員還將兩個(gè)電極植入了昆蟲(chóng)體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)電池的作用不會(huì)對(duì)昆蟲(chóng)造成長(zhǎng)期損害。也就是說(shuō)，搭載這種電池的昆蟲(chóng)們可執(zhí)行更多任務(wù)。
凱斯西保留地大學(xué)的化學(xué)教授丹尼爾·施謝森表示，該技術(shù)的應(yīng)用前景不可限量。“裝載有傳感器的昆蟲(chóng)可以對(duì)室內(nèi)的多種有害氣體進(jìn)行檢測(cè)并把結(jié)果發(fā)回給操縱者，該電池只需在昆蟲(chóng)執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中停用大約一個(gè)小時(shí)便可完成充電，從而為昆蟲(chóng)繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)提供電能。”
研究人員目前正嘗試盡可能地縮小電池體積，以便讓昆蟲(chóng)在飛行或移動(dòng)時(shí)不會(huì)受到電池大小的限制。經(jīng)計(jì)算，電壓為0.2伏特的這種生物燃料電池每平方厘米的輸出功率為100微瓦特。
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