麻省阿默斯特大学的科学家开发出一种新的发电设备，使用天然蛋白质从空气中的水分子来生产电流。他们说，未来这项技术可能对可再生能源、气候变化和医学的产生重大影响。
《自然》杂志报道，麻省大学阿默斯特分校的电气工程师姚俊和微生物学家德里克·洛夫利的实验室已经发明了一种他们称之为“Air-gen”或空气动力发电机的装置，这种装置的导电蛋白纳米线是由微生物细菌产生的。空气发生器将电极连接到蛋白质纳米线，使电流从大气中自然存在的水蒸气中产生。
姚说：“我们实际上是在用稀薄的空气发电。”“空气发电机可以全天候产生清洁能源，”Lovely说，“这是迄今为止最令人惊奇和激动的蛋白质纳米线应用。”
洛夫利说，姚的实验室开发的新技术是无污染、可再生和低成本的。它甚至可以在诸如撒哈拉沙漠这样湿度极低的地区发电。与其他形式的可再生能源（包括太阳能和风能）相比，它具有显著的优势，因为与这些其他可再生能源不同，空气发电机不需要阳光或风能，甚至在室内也能工作。
研究人员解释说，空气发生器只需要一层厚度小于10微米的蛋白质纳米线薄膜。薄膜的底部靠在一个电极上，而一个只覆盖部分纳米线薄膜的较小的电极则位于顶部。薄膜从大气中吸附水蒸气。结合蛋白质纳米线的导电性和表面化学，再加上薄膜内纳米线之间的细孔，建立了在两个电极之间产生电流的条件。
研究人员还指出，目前这一代的空气发生器设备能够为小型电子产品提供动力，他们希望很快将这项发明推向商业规模。他们计划下一步包括开发一款小型空气发生器“补丁”，可以为健康和健身监视器以及智能手表等电子可穿戴设备供电，这将消除对传统电池的需求。他们还希望开发出适用于手机的空气发电机组，以消除周期性充电。
姚补充说：“最终的目标是制造大规模的系统。例如，这项技术可能会被融入到墙漆中，从而为你的家提供电能。或者，我们可以开发独立的空气动力发电机，提供电网外的电力。一旦我们达到电线生产的工业规模，我完全希望我们能够制造出大型系统，为可持续能源生产做出重大贡献。”
为了继续提高地杆菌的实际生物学能力，洛夫利实验室最近开发了一种新的微生物菌株，以更快速、更廉价地批量生产蛋白质纳米线。”“我们把大肠杆菌变成了一个蛋白质纳米线工厂，”他说有了这个新的可扩展过程，蛋白质纳米线供应将不再是开发这些发电设备的瓶颈。”
空气动力发电机的发现反映了一种不同寻常的跨学科合作。30多年前，洛夫利在波托马克河的淤泥中发现了地杆菌。他的实验室后来发现了它生产导电蛋白纳米线的能力。在来到麻省大学阿默斯特分校之前，姚曾在哈佛大学工作多年，在那里他用硅纳米线设计电子设备。他们联手研究能否用从地杆菌中提取的蛋白质纳米线制造出有用的电子设备。
姚的实验室的博士生刘晓萌（音译）正在研发传感器设备，突然发现了一些意想不到的事情。他回忆道：“我看到当纳米线以特定的方式与电极接触时，器件产生电流。我发现暴露在大气湿度下是必要的，蛋白质纳米线吸附水，在整个装置上产生电压梯度。”
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