生物混合電池能從電細(xì)菌中獲取能量

據(jù)了解，一些細(xì)菌可以自己產(chǎn)生電力，這可能使它們?cè)陔姵睾腿剂想姵刂信缮嫌脠?chǎng)。但到目前為止，這種嘗試一直是低效的，而且缺乏靈活性。現(xiàn)在，卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）的研究人員創(chuàng)造了一個(gè)圍繞著水凝膠構(gòu)建的 "生物混合 "系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以支撐微生物并有效地收集其能量。

這個(gè)系統(tǒng)的核心細(xì)菌被稱(chēng)為 "外電生物"。這類(lèi)微生物家族可以產(chǎn)生電子，讓電子穿過(guò)外膜，然后離開(kāi)細(xì)胞。如果我們能捕捉到這些電子，外電細(xì)菌基本上可以幫助建立活的電池，但是需要導(dǎo)電材料來(lái)將電子分流到電極上，但這些材料大多不適合細(xì)菌生存，而那些讓微生物家族生存更舒適的材料，則不是高效的導(dǎo)體。

對(duì)于這項(xiàng)新的研究，研究人員自己開(kāi)發(fā)了一種材料，目的是讓這兩種材料都能達(dá)到最好的效果。它首先是水凝膠，由碳納米管和二氧化硅納米顆粒組成的水凝膠，可以導(dǎo)電。這些都是用DNA的股狀物固定在一起。然后，外電細(xì)菌被添加到含有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基中，以保持它們的生命力。

研究小組發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)菌在材料上生長(zhǎng)得很好，能夠深入到水凝膠的孔隙中。水凝膠在導(dǎo)電方面也做得很好。研究人員還內(nèi)置了一種可以關(guān)閉電池的方法。當(dāng)不再需要電力時(shí)，可以加入一種酶，從而切斷DNA鏈，使材料崩潰。研究人員表示，可以通過(guò)調(diào)整配方來(lái)改變材料的一些特性，特別是改變DNA股的大小和序列，從而改變材料的一些特性。