按单元格出版社 2D薄膜在热辐射作用下及其厚度方向电场变化的示意图
信用:Darbaniyan等人
/物质 将热能转化为电能被认为是只有像晶体这样坚硬的材料才有的特性
然而，受蛇的红外视觉的启发，研究人员开发了一个数学模型，将柔软的有机结构转化为所谓的“热电”材料
这项发表在10月21日《物质》杂志上的研究证明，柔软柔韧的物质可以转化为热电材料，并有可能解决围绕蛇的红外视觉机制的一个长期未解之谜
当一种材料能够将热量转化为电脉冲时，它被称为“热电材料”，这种特性通常只存在于坚硬、不可弯曲的物质中
神秘的是红外感应蛇是如何实现这种热电转换的，尽管它们天生柔软
“人们认为，如果蛇的内脏器官中有一种坚硬的热电材料，我们就可以解释蛇的红外感应，但是从来没有人发现过，”医学博士帕拉德普·夏尔马说
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安德森休斯顿大学机械工程教授兼主席
“所以，我们想知道，就在我们试图使这些软材料热电的时候，大自然是否也在做同样的事情
" 蝰蛇和其他蛇，就像捕食者系列中的外星人一样，以它们的热感应而闻名
事实上，蝮蛇的红外视觉非常敏感，“如果一只动物出现在漆黑的黑暗中，即使是40厘米外的半秒钟，蝮蛇也能检测到它，”夏尔马说
这种能力是通过一种叫做凹陷器官的结构实现的——一个靠近蛇鼻孔的空腔，里面有一层薄而柔韧的膜
夏尔马说:“核器官在将热量转化为它们能够探测到的信号的过程中起着重要的作用。”
“然而，方程式中缺少的部分是凹坑器官膜内的神经元细胞如何将热信号转换成电来产生该信号
" 一条蝮蛇，大脑中形成了猎物的红外图像示意图
信用:Darbaniyan等人
/物质 夏尔马和他的团队以内脏膜的生理学为灵感，构建了一个数学模型来解释这种从热到电的转换是如何在柔软的有机材料中实现的
“我们的解决方案看似简单，”夏尔马说
“除了更先进的设计元素之外，要制造一种热电软材料，你所需要的只是在材料中嵌入静态、稳定的电荷，并确保它们不会泄漏出去
然后你必须确保材料足够柔软，能够在形状和尺寸上产生大的变形，并且对温度敏感
如果你这样做了，它们会有热电效应，这就是我们在模型中证明的
我们相信这正是大自然所使用的，因为这个过程简单而稳健
" 响尾蛇的内脏器官
信用:Darbaniyan等人
/物质 使用软材料的实验室实验已经开始验证该模型，尽管还需要进一步的研究来证实这一提出的机制是否发生在蛇穴器官膜的神经元细胞中
早期的研究表明位于细胞膜神经元细胞内的TRPA1蛋白通道起着重要作用；然而，这些渠道与文件中提出的机制之间的关系尚不清楚
“使用这个模型，我可以自信地创造一种具有热电特性的人造软材料——这是毫无疑问的
夏尔马说:“我们相当有信心，我们已经发现了这些蛇在黑暗中如何能看见东西的至少一部分解决方案。”
“既然我们已经开发了这个模型，其他科学家就可以站出来开始做实验，来证实或否认我们关于蛇红外感应的理论是否正确
" 接下来，夏尔马希望继续他对软物质的研究，探索如何操纵它们仅通过磁场发电
通过充分的研究，夏尔马希望能激发高温、压电和磁电软材料的发展，扩大我们发电的可能性
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