为了保持活力，我们的身体每天需要消耗 2,000 至 2,500 卡路里的热量，这足以为一支适度使用的智能手机供电。因此，如果这些能量中的一部分可以被虹吸，那么我们的身体理论上可以执行任何数量的电子装置，从医疗植入物到电子隐形眼镜，所有这些装置都不需要再用电池了。
而可穿戴装置对今天的我们来说确实已经屡见不鲜了，无论是 VR 头戴装置还是智慧手环，但是目前市面上几乎所有的可穿戴装置都面临着续航力的问题。这些产品虽然贴近我们的身体，但是依然需要靠电池来驱动。
科学家们也一直在思考用人体来帮可穿戴装置供电的方法，目前已经成功的方案有心跳发电、脚部运动和肌肉运动发电等。
▲ 柔性奈米发电机透过脚部运动发电。（Source：Fang Yi / Science Advances）
▲ 奈米发生器透过皮肤与肌肉运动发电。（Source：新加坡国立大学）
最近，复旦大学的研究团队又解锁了一项“生物供电”的新技能，那就是依靠血液来发电。他们将直径为 0.8 毫米的纤维植入人的血管中，然后从流动的血液中获取能量。
▲ 奈米碳管纤维植入血管中发电。（Source：复旦大学 Wiley）
为了制造这种纤维，研究人员采用了两种方法，一是用有序排列的奈米碳管来包裹塑料纤维，二是简单地扭转奈米碳管片，使其保持纱线状。
研究人员称他们的系统为迷你版的水力发电，不过两者的原理不同。当奈米碳管纤维与盐溶液接触时，浸没的奈米碳管和溶液之间将会形成双电层，奈米碳管表面带负电荷，溶液的薄层带正电荷。当溶液流动时，溶液里的负离子和从奈米碳管中取出的电子将试图平衡双电层，于是流体的前部有了更多电荷，导致纤维两端形成电位差，产生了电压和电流。不过这一方法也没有取得太大的成功。
其他团队则制造了基于奈米碳管的纱线，它在被扭曲和拉伸时也可以产生电能，大致原理是当奈米碳管内插入纤维，然后管的两端连接一根铜线并使盐溶液流过它。结果显示这种方法的发电效率超过了23%。研究人员说，这一数字比媒体之前报导的纤维状的能量采集装置还要高，而且纤维越长，流动液越快，盐浓度越高，输出电的效率就越高。
一个长约 30 厘米的装置能够产生 0.04 毫瓦的功率，这可能足够为非常小的感测器和植入体供电了。为了证明其在体内的应用效果，研究人员将 3 根 10 厘米长的纤维连接到青蛙的坐骨神经，发现当纤维浸入流动的盐溶液中时，青蛙会产生轻微的肌肉收缩。
这种纤维未来也可以编织成纺织品以制造能发电的衣服，研究人员补充说。
实际上，生物有机体是一个潜在的能量场，我们的身体里有着以各种形式存在的能量，只不过其中的大多数能量需要经过一些操作才能用来为电子装置供电。
美国马萨诸塞州的研究人员在 2012 年就成功开发了一款“能量采集芯片”，旨在直接从人的内耳电位（EP）中提取电能。
中美研究团队 2013 年发明了一种依靠运动动能发电的压电纤维，志愿者穿上由该材料制成的鞋垫走路时，所产生的电力足够点亮 30 个 LED 灯。而且，志愿者穿着带这一织物的衬衫步行几个小时就能充饱一块锂离子电池的电力。
2014 年，美国的研究人员透过将超薄的压电材料附着到器官上，成功地从牛和绵羊（打了镇定剂之后）跳动的心脏、肺和隔膜中获得了动能并转化为电力。
此外，我们体内的再生能源还包括汗液、体温、眼泪等。
2014 年，来自加州圣地亚哥的一个研究团队将酶催化燃料电池（EFC）纳入了可穿戴纺织汗水带。志愿者在骑自行车时戴着它，出的汗够让一个 LED 灯或一个电子表运行几十秒。
来自澳洲和中国的研究人员在 2015 年首次成功开发了能将热能转化为电能的新型材料。它虽然没被整合到服装中，但在加热室试验期间，该材料能够透过身体温度的升高来产生电流。
乍看起来，眼泪似乎是比汗水更不可靠的燃料来源，但是它也充满了能量。眼泪中含有葡萄糖、乳酸盐和抗坏血酸盐等物质，其中任何一种都可以为 EFC 电池提供动力。2015 年 7 月，犹他州的研究人员开发出了首款集成 EFC 的隐形眼镜，能把人们的眼泪转化为电力。
▲ 整合 EFC 的隐形眼镜。
虽然生物动力燃料电池是目前受到学界和业界追捧的新兴技术，但是目前发明出的装置能够产生的电力还比较有限，而且诸如血液供电这类带有侵入性的获取体内化学能量的方式，也存在着许多风险。未来的生物供电究竟还有哪些可能性，我们拭目以待。
（本文由 36Kr 授权转载；首图来源：shutterstock）
