看起来像电线的细菌，没想到真能导电，还能在潮湿的空气中发电

时间：2020-12-31 00:00:00 来源：网络整理

几十年来，科学家们一直在研究这种导电细菌，希望能开发出能在人体内安全工作、抗腐蚀甚至能从稀薄空气中提取电能的活体技术。

一种名叫地杆菌（Geobacter）的细菌的线状尾巴可以导电，但包括其发现人阿默斯特大学的微生物学家Derek Lovley的科学家们还不清楚这些细菌如何摆脱在其能量产生过程中产生的电子。

大多数微生物需要将电子传递到邻近的氧分子来“呼吸”——但地杆菌在无氧环境中繁衍生息。直到最近Lovley才发现这些单细胞生物产生了长链的蛋白质，这些蛋白质把电子带到附近的铁锈分子中，铁锈分子利用带电粒子转化为磁铁矿。此后，人们又发现了其他蛋白质纳米导线，但Lovley认为，其中一种叫做菌毛（pilins）的纳米线起着主要作用。组成菌毛的蛋白质称为菌毛蛋白，由于体积太小，无法用传统的成像技术进行研究，因此Lovley通过去除产生菌毛的基因来证明它们的重要性。没有它，地杆菌就不能再把铁锈变成磁铁矿。此外，他发现他从细胞中收集的菌毛确实可以导电。

研究人员已经开发出利用活的导电微生物的应用程序，但Lovley希望通过收获纳米线来制造环境更友好的电子产品。他最近与人合著了两篇关于由地杆菌纳米线制成的传感器的论文：一篇发表在《纳米研究》（Nano Research）中，用于检测氨；另一篇发表在《先进电子材料》（Advanced Electronic Materials）中，能感受湿度的变化。他的小组在《Nature》杂志上描述了另一种装置，它利用纳米线从空气中的水分子中提取电子，从而产生电能。Lovley解释说：“与太阳能或风能等其他可持续发电方式相比，它有一些优势，因为这是一个24/7的连续过程。它几乎可以在地球上任何环境下工作。”

他建议用纳米线代替电池，为一些设备供电。“我们已经可以将蛋白质纳米线用于小型电子产品发电，比如用于医疗监测的可穿戴贴片，”他说。“纳米线可以在活组织中发挥作用，而不会引发不良反应，而且比金属更可生物降解。

对地杆菌导电蛋白的研究可以帮助研究人员开发出更有效的活体电子产品。即使不完全了解导电微生物的奥秘，基于细菌的电子设备也可能很快成为可能。现在还为时过早，洛夫利说，“但到目前为止一切都很顺利。我有很多很棒的同事，他们知道如何使用电子材料。每隔两周他们就会想出新的点子。

原文检索：power generation from ambient humidity using protein nanowires

（生物通：伍松）

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