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从杂货店随手一买的蘑菇,科学家成功拿来发电

2024-11-01 208

以后,蘑菇不只可以煮来吃,还能拿来发电。美国科学家在双孢蘑菇的表面结合石墨烯奈米带与蓝绿菌,创造出一种“仿生蘑菇”,可以利用细菌光合作用产生微量电流。虽然无法帮手机充电,但至少可以点亮 LED 灯泡。

当植物进行光合作用时,除了产生氧气也会释出电子,而在生物性能源方面,可以行光合作用的蓝绿菌(cyanobacteria)其发展潜力因此备受瞩目,其内部量子效率接近 100%,只不过蓝绿菌的工程应用受到一定程度限制,因为它们无法在人工表面存活太长时间。

那就让蓝绿菌依附在活的生物表面吧。来自美国史蒂文斯理工学院的研究人员随手从超市买了些双孢蘑菇(学名:Agaricus bisporus,在西方通常称为钮扣菇),带回实验室在其伞面与柄涂上含有石墨烯奈米带(注)的电子墨水,接着再利用 3D 打印技术,将含有蓝绿菌的生物墨水覆盖上去。

之后,当研究人员对着蘑菇照射光线时,蓝绿菌开始进行光合作用,而释出的电子跑出细菌外膜,被转移到由石墨烯奈米带形成的导电网络中,最终,这朵蘑菇可产生约 65 奈安(nA)的电流。虽然不足以为电子设备供电,但蓝绿菌产生的电量可根据其密度与排列方式跟着变化,研究人员认为,如果将一堆蘑菇排成阵列,其总电量应该可以点亮 LED 灯。

蘑菇提供了蓝绿菌尚属优渥的生活环境:潮湿的栖息地、稳定的营养来源,蓝绿菌又可代替无叶绿素的蘑菇进行光合作用,两者可说是互利共生。现在团队正在研究增加蘑菇电流输出的方法,新论文发表在《Nano Letters》。

注:石墨烯奈米带是指宽度小于 50 nm 的石墨烯条带。
  • Bionic mushroom uses bacteria and graphene to generate electricity
  • With 3D-Printed Bacteria, This Bionic Mushroom Turns Light Into Electricity
  • Mushrooms plus bacteria equals a new source of electrical energy

(首图来源:线上论文)

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