剑桥大学的研究团队受到电鳗的启发，成功研制出一种创新的柔软可拉伸“果冻电池”。该电池具备自修复特性，呈现胶状形态，并能在拉伸至原长度十倍以上的情况下，依然保持其优异的导电性能。这款“果冻电池”的适用范围广泛，不仅适用于可穿戴设备或软体机器人，更有望被植入大脑，用于药物输送或治疗癫痫等疾病。相关研究成果已发表于最新一期《科学进展》杂志。

“果冻电池”柔软且可拉伸，适用于可穿戴设备或软体机器人。图片来源：剑桥大学

电鳗利用发电细胞来电晕猎物。“果冻电池”由水凝胶制成，并模仿电鳗的发电细胞，具有分层结构，就像粘在一起的乐高一样，能够有效输送电流。

水凝胶的性质可以精确控制，并能模仿人体组织特征，成为软体机器人和生物电子学的理想选择。然而对于此类应用而言，材料需要兼具导电性和弹性。传统上，当材料被拉伸时，导电性会下降，但“果冻电池”打破了这一常规。

传统电子产品使用电子作为电荷载体，而“果冻电池”使用离子来携带电荷，就像电鳗一样。

研究人员指出，通常水凝胶是由电中性的聚合物制成，如果给它们充电，它们就能导电。此次通过调整每块凝胶的盐成分，可以使其变得黏稠，并通过挤压形成多层结构，从而增加其导电性。

果冻电池”柔软且可拉伸，适用于可穿戴设备或软体机器人。图片来源：剑桥大学

水凝胶之所以能够牢固地粘合在一起，归因于其不同层间能够形成可逆键。该过程中，我们采用了桶状分子葫芦脲，它们发挥了类似“分子手铐”的作用。正是“分子手铐”提供的强大层间黏合力，使得“果冻电池”在受到拉伸时，其层间结构依然保持完整，且导电性能不会受到任何影响。

鉴于“果冻电池”的柔软质地，它能够与人体组织紧密贴合，这一特性预示着其在未来生物医学植入物领域的巨大潜力。研究人员指出，由于水凝胶植入物不包含金属等刚性成分，因此它们不太可能引发人体的排斥反应或导致疤痕组织的形成。除了柔软性之外，水凝胶还具备出色的韧性，能够承受压力而不发生形变，甚至在受损时也能在一定程度上自我修复。

目前，研究团队正计划通过活体实验来测试这种“果冻电池”，以全面评估其在各种医疗应用中的适用性和效果。