這種微生物半機器人能讓細菌成為發電源

德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT)的研究人員正在開發一種微生物半機器人，其通過將沙雷菌(Shewanella oneidensis)跟一種納米複合材料相結合來產生可用的電力。目前所有的電子設備使用的都是一堆死氣沈沈的技術，它們由同樣死氣沈沈的電池和其他能源驅動。

然而，如果KIT的概念被帶入實際階段，那麼人們將可以看到生物傳感器和微型燃料電池，甚至有朝一日像智慧型手機等類似的電子產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，活的有機體可以產生驚人數量的電量。這不僅出現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生電子作為其代謝過程的一部分，然後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教授領導的KIT團隊為沙雷菌細菌創造了一個支架。據悉，這個支架由多孔水凝膠組成，而水凝膠又是由碳納米管和矽納米顆粒組成，納米顆粒則由DNA鏈交織在一起。這種納米複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。

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根據研究小組的研究，這個支架不僅可以支撐細菌幾天，而且還能起到導體的作用進而產生可以被電極捕捉到的電化學活性。此外，通過加入一種酶來切斷DNA鏈，科學家們實現了對這一過程的控制。

Niemeyer表示：「據我們所知，這種複雜的、功能性的生物混合材料現在已被首次表現出來。總之，我們的研究結果表明，這種材料的潛在應用範圍甚至可能超出微生物生物傳感器、生物反應器和燃料電池系統。」

相關研究報告已發表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。