這種微生物半機器人能讓細菌成為發(fā)電源
據(jù)外媒報道,德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)的研究人員正在開發(fā)一種微生物半機器人,其通過將沙雷菌(Shewanella oneidensis)跟一種納米復(fù)合材料相結(jié)合來產(chǎn)生可用的電力。目前所有的電子設(shè)備使用的都是一堆死氣沉沉的技術(shù),它們由同樣死氣沉沉的電池和其他能源驅(qū)動。
然而,如果KIT的概念被帶入實際階段,那么人們將可以看到生物傳感器和微型燃料電池,甚至有朝一日像智能手機等類似的電子產(chǎn)品也能依靠微型機器人獲取電力。 正如任何不幸碰到電鰻或踩到魚雷魚的人都能證明的那樣,活的有機體可以產(chǎn)生驚人數(shù)量的電量。這不僅出現(xiàn)在魚類當中甚至在某些種類的細菌的微生物水平也存在。這些外生電細菌自然產(chǎn)生電子作為其代謝過程的一部分,然后遷移到單細胞有機體的外表面。問題是,這種電流很難控制甚至很難在電極上捕捉到。 為此,由Christof M. Niemeyer教授領(lǐng)導(dǎo)的KIT團隊為沙雷菌細菌創(chuàng)造了一個支架。據(jù)悉,這個支架由多孔水凝膠組成,而水凝膠又是由碳納米管和硅納米顆粒組成,納米顆粒則由DNA鏈交織在一起。這種納米復(fù)合支架被證明對外生電細菌非常有吸引力進而使得它們在上面定居,而其他物種如大腸桿菌則不會。 根據(jù)研究小組的研究,這個支架不僅可以支撐細菌幾天,而且還能起到導(dǎo)體的作用進而產(chǎn)生可以被電極捕捉到的電化學(xué)活性。此外,通過加入一種酶來切斷DNA鏈,科學(xué)家們實現(xiàn)了對這一過程的控制。 Niemeyer表示:“據(jù)我們所知,這種復(fù)雜的、功能性的生物混合材料現(xiàn)在已被首次表現(xiàn)出來。總之,我們的研究結(jié)果表明,這種材料的潛在應(yīng)用范圍甚至可能超出微生物生物傳感器、生物反應(yīng)器和燃料電池系統(tǒng)! 相關(guān)研究報告已發(fā)表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。 關(guān)鍵詞: 機器人
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