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可食用电池来了,小孩:啊对对对我们什么都吃

可食用电池来了,小孩:啊对对对我们什么都吃

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现代人的生活需要多少电池?一项美国的调查回答,大约要 30 亿节干电池(仅限美国)。


而这其中有 2500 节,在熊孩子的肚子里。


在网上输入“小孩吃电池”,有超过两百四十万的搜索结果。不管小孩是怎么把电池塞到嘴里的,指向的都是这几种后果:轻则咳嗽流口水,再则消化道堵塞,黏膜烧伤,最严重会导致食道穿孔甚至死亡。


号召小孩远离纽扣电池的宣传图|British Association of Paediatric Surgeons


为了阻止小孩吃电池,很多公司想了不少法子。苹果 AirTag 所用的纽扣电池 CR2032,就在表层涂了层苦味剂。Switch 的卡带,表面涂抹的无毒、且目前已知的最苦化合物苯甲地那铵,只需要 0.0025 毫克就会让人们苦的难以忍受。


这些思路都是“如果电池不好吃小孩就不会吃了吧”。但“副作用”是这个苦味涂层会影响电池的导电性,AirTag 就因此难以正常充电,所以苹果后面还发了公告告诉广大消费者:不要给 AirTag 用带有苦味涂层的纽扣电池。


有苦味涂层的纽扣电池|亚马逊店铺截图


于是另一个思路出现了,就在今年,全新的,更加安全的,完全可食用的电池诞生——既然小孩喜欢吃,那就让电池能吃呗。


  一份电池食谱  


首先了解下正常的电池在人体内会发生什么。当电池卡在喉咙里超过一定时间,电池的正负极就会与湿润的黏膜相连,形成电流流通的电路。


而且电池含有强碱液体,如果在体内漏液,胃部和食道也会被腐蚀。


是不是很吓人,但不用担心,现在搜罗厨房,我们做一块可食用电池。


首先你需要准备好:


靛胭脂红、核黄素、鞣花酸、槲皮素、活性炭这些材料在溶液环境中存在大量自由移动的离子,可组成电池的阳极和阴极。


可食用盐的水溶液、可食用金箔食用盐水溶液中大量的钠离子与氯离子在通电后会产生定向移动,是良好的导电剂,而金箔中的金单质是导电效率最高的金属之一。


紫菜和蜂蜡:它们来充当电池的隔离物和壳体。


可食用电池组成部分|YouTube by Raajje MV


具体做法如下:


  1. 用食品添加剂靛胭脂红和核黄素构成阳极核黄素就是我们熟知的维生素 B2,可以从杏仁、牛肉、奶制品、蘑菇、鸡蛋或者谷物里提取出来;

  2. 用鞣花酸和槲皮素构成阴极槲皮素在自然界的存在也很广泛,红洋葱、辣椒和山楂里就有这成分;

  3. 因为槲皮素的电导率低,所以还要将其用水-乙醇/纯乙醇溶解之后,掺入普遍用于药品和黑色食品色素的活性炭中,形成氧化还原复合材料;

  4. 可食用盐的水溶液作为电解质

  5. 为了防止电池短路,要把一小块儿紫菜放在阳极和阴极之间,作为隔膜,紫菜就是寿司里的那种;

  6. 最后一步,把电极封装在蜂蜡为主的可食用包装里,然后再在两级贴上食品级金箔,和糕点师傅用的是同款。


没错,研究人员说这创意还真的来自于蛋糕。而且据品尝过的人说,嚼起来还真有一丝丝甜味儿。(别说了,有点饿。)


可食用电池外形|YouTube by Raajje MV


现在,你得到一块长得像黄油的可食用电池了,它软软糯糯,人畜无害,还真的实用——它能提供 48 微安的电流,并延续 12 分钟左右,可以为一个小型 LED 或其他微型电子设备供电。


绝对的安全


这并不是第一款“可食用”的电池,但却是首个接近绝对安全的。


2016 年 3 月,亚利桑那州立大学的研究团队研发出了可食用的超级电容器。他们将活性炭 (药物级)、金箔 (食品级)、海苔、蛋清、奶酪、食用明胶和功能饮料这些均可食用的原材料组合在一起,得到一个能短期储存电能的高容量、循环性能又好的超级电容器。


但是它单位体积的能量比较低,供电速度很慢。另外,它会在人体内留下“不受欢迎”的微量矿物锰,过多的锰会导致食欲不振、生长缓慢、生殖功能异常等问题。这大大限制了该电容器的可食用量。


超级电容器|亚利桑那州立大学官网


那这款新型可食用电池为啥能几乎“百分百的安全”?


一是因为它用到的可食用材料里的主要成分含量,甚至比它们在食物本源中的还要低。比如用于两极的材料核黄素和槲皮素,每日可能通过日常饮食摄入的含量有几百毫克,但是在电池里却只使用了 0.5 毫克不到。


二是这款电池的电压只有 0.6V,电压足够低,不会在人体中造成问题,哪怕在吞咽前几分钟才把电池充满电的情况下,也可以保证安全。


所以,能吃只是它的创新点之一(而且也别真吃),它更大的贡献在于让人们无惧电池对健康的潜在危险,可以更安心地生活与治疗疾病。


还能用在哪 


该款可食用电池是由意大利技术研究院(IIT-Italian Institute of Technology)的高级研究员 Mario Caironi 领导的团队研究出来的。团队称,希望这款电池的发明能够彻底改变可摄入医疗设备。


让这种医疗设备更好地被人体消化的方向,叫“可食用电子学”(Edible Electronics)。像生物传感器、摄像头和药物输送系统等,目前都有了“食用”版本。但它们有不能被降解的风险。长期停留在人体内,很容易形成二次感染,如果通过手术取出,又会造成二次伤害。


目前这款可食用电池可以循环充电使用,科学家希望它能用在医学诊断和治疗,为可以长期存在于体内的医疗器械供电,省去病人需要一次又一次穿戴的麻烦与痛苦。


可食用电池充电|参考文献[1] 


除了医疗设备,可食用电池其他应用方向还包括为监测食品储存条件的传感器提供动力,给儿童或宠物的玩具供电等。


只不过,目前电池的容量还比较低,团队还没有将其投向市场的打算。他们将在未来几个月再研发一款新的电池版本进行验证,并摸索大规模生产的方法。


除了电池,该团队还在紧锣密鼓研发各种可食用电子元件,包括晶体管。研究团队称,一旦“破解”了可食用晶体管的“配方”,就可以搞一番大事业,比如用一套电子设备完成多个任务,或是监测胃中的 pH 值等等。


参考文献

[1] Ilic I K, Galli V, Lamanna L, et al. An edible rechargeable battery[J]. Advanced Materials, 2023, 35(20): 2211400.

[2] 拿到任天堂 Switch,全世界玩家都舔起了游戏卡 | 爱范儿

https://www.ifanr.com/797456

[3] Scientists Create A Fully Rechargeable Battery, Made Entirely From Food : ScienceAlert

https://www.sciencealert.com/scientists-create-a-fully-rechargeable-battery-made-entirely-from-food

[4] CN106504911A - 一种可食用的超级电容器及其制备方法和应用 - Google Patents
[5] https://www.youtube.com/watch?v=JQydcLs3B9g

https://patents.google.com/patent/CN106504911A/zh


 一个AI 

据说可食用电池的研究团队已经开始研究怎么让电池尝起来更像蛋糕了……


作者:Lilyann

编辑:睿悦

封面图来源:参考文献[1] 


本文来自果壳,未经授权不得转载.

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