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为纽扣电池穿上安全外衣

纽扣电池 儿童安全 压敏材料

芸香 发表于  2014-11-04 08:00

形形色色的纽扣电池经常出现在我们的生活中,它们在给生活带来方便的同时,也给儿童安全带来的隐患。好奇的婴幼儿如果找到了纽扣电池,很可能会把它们吞进肚,而与其他异物相比,纽扣电池更有可能造成严重的食管(或其他消化道粘膜)灼伤,甚至可能危及生命。这样的事故并不鲜见,而到目前为止,除了把纽扣电池藏起来,还没有什么更好的预防措施。近日,来自布莱根妇女医院的研究团队为这一问题给出了新的解决方案,他们的研究成果于11月3日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

目前世界上每年会生产大约50亿个纽扣电池,尽管一些儿童玩具会用螺丝加固后盖,但仍有大量电器中的纽扣电池可以被小孩子轻松地取出。根据美国疾控中心(CDC)数据,在2010年一年内就有4800名儿童因误吞纽扣电池而到医院急诊室治疗,而且这样的事故发生数字呈逐年上升的趋势[1]

“误吞发生之后,必须要尽快将电池从食道中取出,”研究合作者、胃肠病学家约翰•特拉韦尔索(Giovanni Traverso)表示。“吞食电池会对消化道造成急性损伤,当电池接触组织后产生电流,化学烧伤很快就会发生。”当被误吞时,纽扣电池会对体液产生一定的电解作用,在电池负极附近氢氧根离子聚集,局部pH上升,这是电池造成粘膜损伤的一个重要原因[2]。为了解决这一问题,研究团队为纽扣电池套上了一层“安全装甲”,使它们能够在“供电状态”和“惰性状态”之间自动转换。

卡普和他的同事们在2010年开始关注纽扣电池的安全性问题,并着手寻求解决方案。“这看起来并不困难,只要运用材料器械方面的专业知识,我们就可以在较短的时间内取得显著进展。” 卡普说。

研究者们意识到,当电池装在设备中时,它们都要承受一定程度的压力,而当取出电池时压力就会随之消失。因此,他们就利用压敏材料将电池负极包裹起来,作为电池的“安全开关”。他们使用的是量子隧道效应压敏复合材料(quantum tunneling composite),这种材料也被用于制造触屏。加上了压敏层之后,电池只在受到压力时才会供电,而如果压力消失,它就会自动转换为绝缘状态,避免电解作用对粘膜造成危害。为了验证安全涂层的效果,研究者们还利用离体的消化道粘膜组织和实验动物进行了对照实验。结果发现,未经过处理的电池对粘膜造成明显损伤,而经过压敏涂层处理的电池对组织的损伤程度明显减少。

这种涂层技术不仅能避免意外伤害,而且它也相当经济。“最终的花费多少取决于具体的材料,不过根据我们现在的配方,成本只会增加几分钱而已。”论文的第一作者布莱恩•劳利希特(Bryan Laulicht)这样说。

现在,卡普和他的同事们正在继续研究,以确定大规模生产这种安全纽扣电池的最佳方式。他们还将与电池生产商合作,使这种改进产品能够最终走进消费者的家中。(编辑:窗敲雨)

参考资料:

  1. http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm6134a1.htm
  2. http://www.poison.org/battery/mechanism.asp
  3. Eurekalert, Putting batteries in a kidsafe coat of armor
  4. Simple battery armor to protect against gastrointestinal injury from accidental ingestion

热门评论

  • 2014-11-04 20:56 爱抚

    国内廉价方法,生产最后一步沾点非常苦非常苦的药水..

    [79]

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全部评论(25)
  • 1楼
    2014-11-04 08:19 不变的夜

    听起来好牛逼的样子,不过挺不错。

    [1]
  • 2楼
    2014-11-04 09:37 海海向上

    不供电就不会伤害略怀疑,电压最高4.2V左右,

    还有密封的问题,电池里的电解液虽然不多,但是与空气反应易燃,是不是这才是重点?

    [0]
  • 3楼
    2014-11-04 10:14 窗敲雨 药学硕士
    引用@海海向上 的话:不供电就不会伤害略怀疑,电压最高4.2V左右,还有密封的问题,电池里的电解液虽然不多,但是与空气反应易燃,是不是这才是重点?

    电池造成组织损伤的原因之前是有做过研究的(见参考资料2),电池内容物漏出等确实也有影响,不过电解作用是很重要的一个方面。说处理过后就完全不会引起损伤这个确实不严谨,我改了下。

    [1]
  • 4楼
    2014-11-04 20:56 爱抚

    国内廉价方法,生产最后一步沾点非常苦非常苦的药水..

    [79]
  • 5楼
    2014-11-04 21:08 海海向上
    引用@爱抚 的话:国内廉价方法,生产最后一步沾点非常苦非常苦的药水..

    这个很聪明啊

    [0]
  • 6楼
    2014-11-04 21:10 None

    很聪明,虽然没见过玩具用纽扣电池的

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  • 7楼
    2014-11-04 21:25 黑人女孩

    32个赞

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  • 8楼
    2014-11-04 22:05 不卖萌会死星来的兔子
    引用@爱抚 的话:国内廉价方法,生产最后一步沾点非常苦非常苦的药水..

    碉堡了,此法最妙

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  • 9楼
    2014-11-04 23:07 可可可呢

    我女儿很喜欢那种苦的难以入口的中药味道,这个怎么破?!

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  • 10楼
    2014-11-05 00:11 沫过依梦

    哦,所以他们准备做得和电瓶一样大是么?

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  • 11楼
    2014-11-05 08:44 fu-80 DIYER,摄影师,电容技术顾问

    家有熊孩子,已经充分领教了熊孩子破坏玩具的能力······满点外加MAX增益光环······

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  • 12楼
    2014-11-05 10:53 sonnyhcx
    引用@爱抚 的话:国内廉价方法,生产最后一步沾点非常苦非常苦的药水..

    太赞了,看了“量子隧道效应压敏复合材料(quantum tunneling composite)”就觉得像是国内骗经费的做法。还是楼主的办法赞呀,切实可行。

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  • 13楼
    2014-11-05 13:23 拼音佳佳2

    做个压感开关不就得了,吞肚子里没压感就没电压.


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  • 14楼
    2014-11-05 14:05 咪姆

    还是辣的吧,奇辣无比的那种。毕竟即使是川娃子在不懂事的小时候也不一定天生就爱吃辣的。

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  • 15楼
    2014-11-05 14:51 djmonter
    引用@可可可呢 的话:我女儿很喜欢那种苦的难以入口的中药味道,这个怎么破?!
    嗯,基本上,这个很难。不过话说回来了,没人会天生喜欢苦味,你还是查查孩子舌头的味觉。
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  • 16楼
    2014-11-05 15:16 中二病患者没得治
    引用@爱抚 的话:国内廉价方法,生产最后一步沾点非常苦非常苦的药水..

    黄连么

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  • 17楼
    2014-11-05 16:20 你的昵称不错呦
    引用文章内容:在电池负极附近氢氧根离子聚集,局部pH上升

    负极不是带负电么,就应该聚集氢离子啊

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  • 18楼
    2014-11-05 18:43 因为间客
    引用@爱抚 的话:国内廉价方法,生产最后一步沾点非常苦非常苦的药水..

    苦味保持的时间,会不会挥发掉?影不影响电池本身的性能?

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  • 19楼
    2014-11-05 22:04 蜗牛圆锥
    引用@你的昵称不错呦 的话:负极不是带负电么,就应该聚集氢离子啊

    因为氢离子在阴极放电,浓度下降,促进水的电离,氢氧根浓度上升(它移向阳极的速度不快,造成富集)

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  • 20楼
    2014-11-06 11:00 卅貓 建筑学专业,分形艺术小组管理员
    引用@可可可呢 的话:我女儿很喜欢那种苦的难以入口的中药味道,这个怎么破?!

    令嫒的抖M属性一定不愁嫁……

    好像我也……

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  • 21楼
    2014-11-06 11:18 ghf

    一天一粒,妈妈再也不用担心我吃纽扣电池了

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  • 22楼
    2014-11-16 01:32 Rednoah
    引用@爱抚 的话:国内廉价方法,生产最后一步沾点非常苦非常苦的药水..

    这个方法比文中的方法靠谱的多。

    靠压感延缓放电治标不治本,儿童还是会往下吞,而且这次不放电还不疼,导致家长不能及时发现。但万一电池内容泄露,那就不是灼伤的问题了。


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  • 23楼
    2014-11-16 01:38 Rednoah

    仔细想想,文中的方法其实是往错误的方向走了。

    解决的方法应该是一方面加强玩具规范,另一方面确保吞食能更及时发现。涂苦味剂应该是最好的方法,大多儿童一尝就吐了,就算真吞了也会因为苦味大哭,可以让家长及时注意到,这才是正确的方法。

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  • 24楼
    2014-11-16 11:10 一堆果核

    最好的方法就像这图片,做的越来越大,熊孩子就吞不下去了

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  • 25楼
    2014-11-26 17:45 fu-80 DIYER,摄影师,电容技术顾问
    引用@一堆果核 的话:最好的方法就像这图片,做的越来越大,熊孩子就吞不下去了

    但对于很多微型器材的供电就是个灾难·····比如手表电池


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