美国科学家发明高速充电电池 用三维打印机复制拇指骨骼

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  美国科学家研制出一种具有革命性的手机电池,与充电时间需要几个小时的普通电池相比,这种电池只需10秒钟便可完成充电过程。
  科学家表示,新电池的充电速度是传统电池的100倍,2到3年内便可用在手机、笔记本电脑、iPod、数码摄像机和照相机上。此外,同样的技术也可大大缩短电动汽车的充电时间,能够与传统汽车的加满油的时间不相上下,进而扫除绿色环保汽车面临的其中一个最大障碍。
  新型快充电池是麻省理工学院工程师共同努力的结晶。研究小组表示,他们的发明所使用的材料已经被用于电池制造,实现大批量生产并非难事。新型快充电池立基于传统的锂离子充电电池。锂电池之所以能够用于这些便携式设备是因为它们能够在很小的空间储存大量电量。然而,锂电池的充电速度还是相对较慢。对于任何用户来说,如果头天晚上忘记给手机充电,一定会给第二天的使用带来不小麻烦。
  负责设计新电池的格布兰德·塞达尔博士说:“电动汽车电池可存储相当多电量,你能够以时速55英里的速度开上很长时间,但电池的功率仍比较低,以致无法迅速加速。”塞达尔及其同事找到了一种加快这一过程的方式。研究人员将由锂铁磷酸盐制成的传统电极表面结构加以改进,让锂离子的释放和吸入速度大大提高,是原来的100倍。利用这种新技术制成的电池原型只需用10到20秒便可完成充电或放电过程。相比之下,体积相当的普通电池则需要6分钟才能完成充电。
  与其他电池材料有所不同的是,新材料不会随着重复充电和放电老化。科学家表示,充电速度更快的电池可连续使用2年或者3年。新型快充电池将受到便携式电子设备用户的青眯,他们不必提醒自己在头天晚上充电,除此之外,这项新发明也将孕育新一代电动汽车。相对于现有的充电时间需要大约8小时的电池而言,体积更大的电动汽车电池只需5分钟便可完成充电。这样一来,电动汽车用户便可放心大胆地进行远距离行使,而不必担心电量问题,只要能找到服务站,他们便可在短短几分钟内为汽车充满电,就像驾驶汽油或柴油汽车的人一样。
  
  用三维打印机
  复制拇指骨骼
  
  最近,科学家第一次使用三维打印机成功复制出一个男人的拇指骨骼。这一突破为外科医生将病人损坏或患病的骨头用自身的细胞复制一份相同骨头的医学技术铺平了道路。
  瑞士伯思塞尔医院的柯瑞斯·威南德领导了这一研究小组并成功复制了他自己的拇指骨,他说:“在理论上,我们可以复制任何骨。”
  威南德还在实验室老鼠的背上“种植”了他的拇指骨。复制骨头需要几个步骤。首先,你需要一张所需复制骨头的三维图,如果骨头丢失了或损坏了,你可以用一对相同骨头中的另一个设法照出一张镜像图。图像被放到一个三维喷墨打印机里面,打印机里面添加有薄薄的多层选料,一层叠一层,直到三维物体成形。
  威南德在打印机里放上了人体中含有的磷酸三钙和聚乳酸这两种自然材料。骨骼细胞被打印出来后将破种植在一个支架上,骨骼“支架”上有成千上万的小气孔,从而有利于骨细胞的生长,并最终取代和完全降解生物支架。
  研究小组做了交换手术后,从骨髓中提取了CD117细胞,CD117细胞在实验中将发展成骨细胞的原始细胞。科学家利用骨支架材料上的一种凝胶体滋养和培育原始细胞。最后,经过15周的时间,支架在老鼠背上的皮肤下缝合,直到支架完全转变成人骨。
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