麻省大学阿姆赫斯特分校 利用大气湿度发电的蛋白质纳米线薄膜的图形图像
阿马斯·阿默斯特的研究人员称，这种装置可以凭空发电
信用:UMass Amherst/Yao和Lovley实验室 马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的科学家开发了一种设备，该设备利用天然蛋白质从空气中的水分发电，他们说这项新技术可能对可再生能源、气候变化和医学的未来产生重大影响
据今天《自然》杂志报道，美国麻省理工学院阿姆赫斯特分校电气工程师姚军和微生物学家德里克·洛维里的实验室已经制造出一种他们称之为“空气发电机”的装置
或空气动力发电机，由微生物地球杆菌产生的导电蛋白质纳米线
空气发电机将电极与蛋白质纳米线连接起来，这样大气中自然存在的水蒸气就会产生电流
姚说:“我们简直是在凭空发电。”
“空气发电机全天候产生清洁能源
“可爱的，谁先进的可持续生物基电子材料超过30年，补充说:”这是最惊人和令人兴奋的应用蛋白质纳米线
" 姚实验室开发的新技术是无污染、可再生和低成本的
即使在撒哈拉沙漠这样湿度极低的地区，它也能发电
洛维里说，与包括太阳能和风能在内的其他形式的可再生能源相比，它有着显著的优势，因为与其他可再生能源不同，空气发电机不需要阳光或风，甚至可以在室内工作
" 研究人员解释说，空气发生装置只需要厚度小于10微米的蛋白质纳米线薄膜
薄膜的底部位于电极上，而仅覆盖部分纳米线薄膜的较小电极位于顶部
薄膜从大气中吸收水蒸气
蛋白质纳米线的导电性和表面化学性质的结合，加上膜内纳米线之间的微孔，建立了在两个电极之间产生电流的条件
研究人员表示，目前这一代空气发电设备能够为小型电子设备提供动力，他们预计这项发明将很快进入商业规模
他们计划采取的下一步措施包括开发一种小型空气发电“补丁”，可以为健康和健身监测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
他们还希望开发空气源应用于手机，以消除周期性充电
姚说:“最终目标是制造大规模的系统
例如，这种技术可能会被应用到墙漆中，从而帮助你的家充满活力
或者，我们可以开发独立的空气动力发电机，从电网供电
一旦我们达到电线生产的工业规模，我完全期望我们能够制造出对可持续能源生产做出重大贡献的大型系统
" 为了继续提高地球杆菌的实际生物学能力，洛维里的实验室最近开发了一种新的微生物菌株，可以更快、更便宜地大规模生产蛋白质纳米线
“我们转了E
”他说
“有了这种新的可扩展工艺，蛋白质纳米线供应将不再是开发这些应用的瓶颈
" 他们说，空气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，洛维里在波多马克河的淤泥中发现了土杆菌
他的实验室后来发现了制造导电蛋白质纳米线的能力
在来到UMass Amherst之前，姚已经在哈佛大学工作了几年，在那里他用硅纳米线设计电子器件
他们联手研究是否可以用从地球杆菌中获取的蛋白质纳米线制造有用的电子设备
刘晓萌，博士
D
姚实验室的一名学生正在开发传感器设备，这时他注意到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，这些设备会产生电流
我发现暴露在大气湿度中是必不可少的，蛋白质纳米线吸收水分，在整个装置上产生电压梯度
" 除了空气发电机，姚的实验室还开发了其他几种蛋白质纳米线的应用
姚说:“这只是基于蛋白质的电子设备新时代的开始。”
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