麻省阿默斯特大學的科學家開發出一種新的發電設備，使用天然蛋白質從空氣中的水分子來生產電流。他們說，未來這項技術可能對可再生能源、氣候變化和醫學的產生重大影響。
《自然》雜誌報道，麻省大學阿默斯特分校的電氣工程師姚俊和微生物學家德里克·洛夫利的實驗室已經發明瞭一種他們稱之為“Air-gen”或空氣動力發電機的裝置，這種裝置的導電蛋白納米線是由微生物細菌產生的。空氣發生器將電極連接到蛋白質納米線，使電流從大氣中自然存在的水蒸氣中產生。
姚說：“我們實際上是在用稀薄的空氣發電。”“空氣發電機可以全天候產生清潔能源，”Lovely說，“這是迄今為止最令人驚奇和激動的蛋白質納米線應用。”
洛夫利說，姚的實驗室開發的新技術是無汙染、可再生和低成本的。它甚至可以在諸如撒哈拉沙漠這樣溼度極低的地區發電。與其他形式的可再生能源（包括太陽能和風能）相比，它具有顯著的優勢，因為與這些其他可再生能源不同，空氣發電機不需要陽光或風能，甚至在室內也能工作。
研究人員解釋說，空氣發生器只需要一層厚度小於10微米的蛋白質納米線薄膜。薄膜的底部靠在一個電極上，而一個只覆蓋部分納米線薄膜的較小的電極則位於頂部。薄膜從大氣中吸附水蒸氣。結合蛋白質納米線的導電性和表面化學，再加上薄膜內納米線之間的細孔，建立了在兩個電極之間產生電流的條件。
研究人員還指出，目前這一代的空氣發生器設備能夠為小型電子產品提供動力，他們希望很快將這項發明推向商業規模。他們計劃下一步包括開發一款小型空氣發生器“補丁”，可以為健康和健身監視器以及智能手錶等電子可穿戴設備供電，這將消除對傳統電池的需求。他們還希望開發出適用於手機的空氣發電機組，以消除週期性充電。
姚補充說：“最終的目標是製造大規模的系統。例如，這項技術可能會被融入到牆漆中，從而為你的家提供電能。或者，我們可以開發獨立的空氣動力發電機，提供電網外的電力。一旦我們達到電線生產的工業規模，我完全希望我們能夠製造出大型系統，為可持續能源生產做出重大貢獻。”
為了繼續提高地桿菌的實際生物學能力，洛夫利實驗室最近開發了一種新的微生物菌株，以更快速、更廉價地批量生產蛋白質納米線。”“我們把大腸桿菌變成了一個蛋白質納米線工廠，”他說有了這個新的可擴展過程，蛋白質納米線供應將不再是開發這些發電設備的瓶頸。”
空氣動力發電機的發現反映了一種不同尋常的跨學科合作。30多年前，洛夫利在波托馬克河的淤泥中發現了地桿菌。他的實驗室後來發現了它生產導電蛋白納米線的能力。在來到麻省大學阿默斯特分校之前，姚曾在哈佛大學工作多年，在那裡他用硅納米線設計電子設備。他們聯手研究能否用從地桿菌中提取的蛋白質納米線製造出有用的電子設備。
姚的實驗室的博士生劉曉萌（音譯）正在研發傳感器設備，突然發現了一些意想不到的事情。他回憶道：“我看到當納米線以特定的方式與電極接觸時，器件產生電流。我發現暴露在大氣溼度下是必要的，蛋白質納米線吸附水，在整個裝置上產生電壓梯度。”
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