美科学家称噬菌体未来可为手机和起搏器充电

2012-08-15 10:32:02 来源:腾讯数码 点击:1958

摘要:  美国加州大学伯克利分校的一支研究小组发现如何从一种叫做“M13”的噬菌体中产生电能,这种细菌具有压电性,能够将机械能转化为电能。研究人员认为这一发现有望未来成为新型手机电池,当人们行走时也能够充电,可以有效地替换现有手机的有毒压电元件。

关键字:  手机电池,  环保能量,  电能

美国加州大学伯克利分校的一支研究小组发现如何从一种叫做“M13”的噬菌体中产生电能,这种细菌具有压电性,能够将机械能转化为电能。研究人员认为这一发现有望未来成为新型手机电池,当人们行走时也能够充电,可以有效地替换现有手机的有毒压电元件。

据英国每日邮报报道,许多科学家投入大量的精力用于研究如何从细菌中提取能量,实现新型环保能量。目前美国科学家离这一目标更进一步,他们可以从噬菌体中收集能量作为“手机电池”。

美科学家称噬菌体未来可为手机和起搏器充电

生物工程师认为他们可以利用M13噬菌体的特性来产生电能

许多手机话筒都是压电元件,它们转换声波中的能量成为输出电能,之后在通话的另一端再次转变成声波。加州大学伯克利分校生物工程师李承旭称,这些压电元件是由较重的有毒金属制成,例如:铅和镉。然而,像蛋白质和核酸等生物分子也具有压电特性。

当M13噬菌体被压缩时能够产生电能,相比之下带有毒性的传统电子元件不具备这一特征。李承旭和他的研究同事发现外形像铅笔的M13噬菌体潜在地是一种完美能量来源,因为这种细菌对人类无害。

美科学家称噬菌体未来可为手机和起搏器充电

研究小组发现这种细菌可以提供一节3A电池四分之一的电能

M13噬菌体成本较低,并且易于制造,科学家可以从一个感染细菌的烧瓶中获得数万亿个细菌。这种细菌的外形十分重要,因为它能够很容易压制成薄片结构。为了提高M13噬菌体的电能产量,研究小组通过添加4种负电荷谷氨酸盐分子扭曲了该细菌外层蛋白质薄膜的氨基酸成份。

美科学家称噬菌体未来可为手机和起搏器充电

这种噬菌体可以为心脏起搏器提供动力

研究小组堆叠了多层M13噬菌体,从而起到放大这种压电效应。科学家发现当多层M13噬菌体附在1平方厘米细菌薄膜放置在一对黄金电极上面,并且对这些电极稳定施压,细菌薄膜能够产生足够的电能点亮手机液晶屏。

这一过程能够产生400毫伏电能,大约是3A电池的四分之一电能。李承旭认为这种生物材料的压电性易于实现。美国乔治亚理工学院工程师王中霖(音译)说:“该项研究将为这一领域带来惊喜!通过使用这些生物材料的特殊性质,我们能够发现未来的独特应用。”

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