形形色色的紐扣電池經(jīng)常出現(xiàn)在我們的生活中，它們在給生活帶來方便的同時，也給兒童安全帶來的隱患。好奇的嬰幼兒如果找到了紐扣電池，很可能會把它們吞進(jìn)肚，而與其他異物相比，紐扣電池更有可能造成嚴(yán)重的食管(或其他消化道粘膜)灼傷，甚至可能危及生命。這樣的事故并不鮮見，而到目前為止，除了把紐扣電池藏起來，還沒有什么更好的預(yù)防措施。近日，來自布萊根婦女醫(yī)院的研究團(tuán)隊為這一問題給出了新的解決方案，他們的研究成果于11月3日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。

目前世界上每年會生產(chǎn)大約50億個紐扣電池，盡管一些兒童玩具會用螺絲加固后蓋，但仍有大量電器中的紐扣電池可以被小孩子輕松地取出。根據(jù)美國疾控中心(CDC)數(shù)據(jù)，在2010年一年內(nèi)就有4800名兒童因誤吞紐扣電池而到醫(yī)院急診室治療，而且這樣的事故發(fā)生數(shù)字呈逐年上升的趨勢[1]。

“誤吞發(fā)生之后，必須要盡快將電池從食道中取出，”研究合作者、胃腸病學(xué)家約翰?特拉韋爾索(GiovanniTraverso)表示。“吞食電池會對消化道造成急性損傷，當(dāng)電池接觸組織后產(chǎn)生電流，化學(xué)燒傷很快就會發(fā)生。”當(dāng)被誤吞時，紐扣電池會對體液產(chǎn)生一定的電解作用，在電池負(fù)極附近氫氧根離子聚集，局部pH上升，這是電池造成粘膜損傷的一個重要原因[2]。為了解決這一問題，研究團(tuán)隊為紐扣電池套上了一層“安全裝甲”，使它們能夠在“供電狀態(tài)”和“惰性狀態(tài)”之間自動轉(zhuǎn)換。

卡普和他的同事們在2010年開始關(guān)注紐扣電池的安全性問題，并著手尋求解決方案。“這看起來并不困難，只要運(yùn)用材料器械方面的專業(yè)知識，我們就可以在較短的時間內(nèi)取得顯著進(jìn)展。”卡普說。

研究者們意識到，當(dāng)電池裝在設(shè)備中時，它們都要承受一定程度的壓力，而當(dāng)取出電池時壓力就會隨之消失。因此，他們就利用壓敏材料將電池負(fù)極包裹起來，作為電池的“安全開關(guān)”。他們使用的是量子隧道效應(yīng)壓敏復(fù)合材料(quantumtunnelingcomposite)，這種材料也被用于制造觸屏。加上了壓敏層之后，電池只在受到壓力時才會供電，而如果壓力消失，它就會自動轉(zhuǎn)換為絕緣狀態(tài)，避免電解作用對粘膜造成危害。為了驗證安全涂層的效果，研究者們還利用離體的消化道粘膜組織和實驗動物進(jìn)行了對照實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)過處理的電池對粘膜造成明顯損傷，而經(jīng)過壓敏涂層處理的電池對組織的損傷程度明顯減少。

這種涂層技術(shù)不僅能避免意外傷害，而且它也相當(dāng)經(jīng)濟(jì)。“最終的花費(fèi)多少取決于具體的材料，不過根據(jù)我們現(xiàn)在的配方，成本只會增加幾分錢而已。”論文的第一作者布萊恩?勞利希特(BryanLaulicht)這樣說。

現(xiàn)在，卡普和他的同事們正在繼續(xù)研究，以確定大規(guī)模生產(chǎn)這種安全紐扣電池的最佳方式。他們還將與電池生產(chǎn)商合作，使這種改進(jìn)產(chǎn)品能夠最終走進(jìn)消費(fèi)者的家中。