（如今，电池可能对于智能手表和其他可穿戴设备不再会成为问题）

科技一直与人体有着密切的联系。从削尖的燧石到智能手机，我们数千年来一直携带着我们自己的发明，但是这种关系即将变得更近。下一代电子设备可能不仅仅只是接近我们的身体，他们甚至可以通过身体来供电。

活着需要消耗能量。为了让我们正常工作，身体每天需要消耗2000至2500卡路里的热量，这是足够方便来驱动一个适度使用智能手机。因此，如果该能量的一小部分可以被抽取出来，理论上我们的身体可用于运行任何数量的电子设备，从医学植入物到电子隐形眼镜-而不使用任何一个电池。最近，研究人员向解锁这个点石迈出了重要的步伐。

未开封的潜力

首先，在我们的身体的能量以各种形式存在。在他们用于为电子设备供电之前，需要一些操纵。但并非所有的都需要。

例如，哺乳动物的耳朵包含一个微小的电压称为endocochlear电位（EP）。EP在耳蜗内发现，内耳的螺旋形腔，EP通过将压力波转换成电脉冲帮助听力。这是一个难以察觉的弱电压——十分之一伏特——但在理论上仍然足够强来供能助听器和其他植入物。

收获EP长期以来被认为是不可想象的，由于内耳的极端敏感性。但使用的手术实力和技术创新相结合，美国马萨诸塞州的研究人员在2012年成功地做到了这一点。

该团队开发了一个“能量采集芯片”，大约一个手指甲，其目的是直接从EP中提取电能。他们在豚鼠上测试了芯片，将其植入到它产生足够的电力来驱动一个无线电发射机动物的内耳。由芯片每分钟产生的电力，大约是一纳瓦（一瓦的十亿分之一），仍然比供能电子植入物所需要低约一百万倍。但它比之前产生的多一纳瓦，这使之成为一个重要的概念证明。如果未来电源输出原型可以提升，内耳的天然电压有朝一日可以被用于功率助听器；它甚至可以允许植入物的发展到治疗疾病的起源的程度，如美尼尔氏病。

外耳蜗，自由流动的电力是（也许是幸运的）在我们的身体里很罕见的。大多数生物能源都以其他形式被锁定。而释放它的一种方法是通过循环利用。

脚和热

我们是通过运动建成的。除了为我们细胞基本功能提供的能量，我们的大部分的能量开支都在于肌肉运动；心跳，呼吸，还有去到其他地方。（我相信你会同意，这是至关重要的事情。）有人用自行车发电机或风点燃火炬，这个将动能转化为电能的想法不是新鲜事，但事情变得一点点更为复杂。

在过去的几年中，研究人员已开始利用一些材料，被称为压电的一个独特的属性，使用来自人体的运动产生电力。当压电材料接触到的应力时，自发地产生电荷。这些材料已经应用于无数工业应用产品，甚至不起眼的点烟器。但是，他们的下一个应用可能就是产生能量的面料。

其中最先进的一个是，2013年由中国和美国研究团队发明的，一种合成橡胶基压电纤维，唯一能够使用人类运动的产生电力的发明。当一块这种面料被志愿者当做鞋垫穿着，其走路所产生的电力足够点亮30个LED。更重要的是，当这个织物用在衬衫上，然后人为移动，可以在一小时内充满锂离子电池。

压电材料的潜力其实可以更深。他们也被用于从内部器官获取能量。去年，美国的研究人员成功生成从牛羊跳动的心、肺获得了电能，通过将超薄压电材料贴附于器官。令人印象深刻的是，植入织物功率约为微瓦（瓦的百万分之一）-是大约运行一个心脏起搏器所需量的电量。

如果这种行走好像消耗太多的精力，或者你不喜欢他们将布料包裹在你的心脏上的想法，不用担心——你也充满了热空气。正在开发的智能面料，其中嵌入了“热电”材料来生成一个热差电荷。今年，来自澳大利亚和中国的研究人员，首次合成了善于把热能转化为电能的布料。它并没有被集成到衣服上，但在加热室试验期间，该材料被体温加热时会产生的电流。它只生产了大约纳瓦的电量——是压电面料也能够产生的——很像EP获取芯片，这是世界上首次。热电面料有很多发展空间值得期待。

从我们的身体循环能量，可以提供一个原来没有被开发的能量来供能电子设备。但是，我们的皮肤是一个更加丰富的能源来源，正如其显示的潜力一样多。它是一种我们身体燃烧的化学燃料...

血液

为了正常工作，我们的细胞需要化学能的持续供应。因此，我们的内部都充满了化学能。从最近的研究看，这种内部的燃料供给可能很快就会不仅仅为你的新陈代谢而供能。

在过去的几十年中，可能朝向利用我们的身体能量的最大一步已经发展起来，即酶生物燃料电池（EFCs）——小型的，电池类设备，可通过分解能源丰富的化学品而发电。EFCs技术已经存在了十多年，但在过去的五年中，研究人员已经开始在活体生物上开始测试。

当涉及到能量丰富的体液，血液是很难被击败。血浆，血液的液体成分，永远充满着溶解的葡萄糖，这个能量是我们细胞的主要来源。目前的EFCs技术都是以葡萄糖分子为靶能量。第一个能直接从生物体的血液中获取能量的EFC是2010年被开发出来的。其由法国开发人员开发，将英寸长的设备植入一个活老鼠的腹部，并成功运行了11天，而没有明显的不适。在此期间，它不断地产生大约两微瓦的功率，这是对心脏起搏器的功率来说已经足够。

到2012年，一个更强大的葡萄糖EFC被开发出来。另一个法国团队（包括研究人员从2010年的努力）开发了一种改进的，基于碳纳米管的EFC。当其被植入到老鼠的腹部，产生约40微瓦的功率，这团队用其来供能两个LED和数字温度计。

血糖动力EFCs尚未在人体中进行测试。但基于他们在动物中的成功（以及大鼠，EFCs也已经显示在兔，龙虾和蟑螂体内可以工作），这些自供能燃料电池有朝一日可以在医疗植入物上取代传统电池，无需当前需要的更换手术的风险。

对于其所有潜在的优点，利用血液发电仍然带有严重的缺点：你需要把人切开。获得EFC工作所需的血液数量，一个针眼的血液量可不够。尽管一次性外科植入物可能对一些患者是可接受的，这个程序附加的风险和不便，使得寻找一个较少侵入性的方式来获得体内化学能变得值得期待。值得庆幸的是，虽然我们正在渗透出这些东西。

 

新材料在线编译整理——翻译：Gary      校正：摩天轮