细菌推动了个人电子产品的真正绿色革命

“这是一项非常令人兴奋的技术，”马萨诸塞大学阿默斯特工程学院电气与计算机工程研究生、该论文的主要作者刘晓萌(音)说。“它是真正的绿色能源，不像其他所谓的‘绿色能源’，它的生产是完全绿色的。”

这是因为这种生物膜——一层薄薄的细菌细胞，大约是一张纸的厚度——是由工程细菌自然产生的核废料旁边sulfurreducens．g . sulfurreducens已知它能发电，以前曾被用于“微生物电池”，为电子设备提供动力。但是这样的电池需要这样g . sulfurreducens得到了适当的照顾，并提供了稳定的饮食。相比之下，这种新的生物膜可以提供与同等大小的电池相同甚至更多的能量，它工作，而且持续工作，因为它是死的。因为它已经死了，所以不需要喂食。

这篇论文的资深作者之一、马萨诸塞大学阿默斯特分校微生物学特聘教授德里克·洛夫利(Derek Lovley)说:“这样效率更高。”“我们通过大幅减少所需的处理量简化了发电过程。我们在生物膜中可持续地培养细胞，然后利用这些细胞的聚集。这减少了能源投入，使一切变得简单，并扩大了潜在的应用。”

这种新型生物膜的秘密在于它能从你皮肤上的水分中产生能量。虽然我们每天都读到关于太阳能的故事，但到达地球的太阳能至少有50%是蒸发水的。“这是一种巨大的、尚未开发的能源，”马萨诸塞大学电气与计算机工程教授、该论文的另一位资深作者姚军(Jun Yao)说。由于我们的皮肤表面不断被汗水浸湿，生物膜可以“插入”并将蒸发过程中锁定的能量转化为足够的能量来驱动小型设备。

姚说:“可穿戴电子产品的限制因素一直是电源。电池没电了，必须更换或充电。而且它们又笨重又不舒服。”但是一种透明、细小、柔软的生物膜可以产生持续稳定的电力供应，而且可以像创可贴一样直接贴在皮肤上，可以解决所有这些问题。

这一切的原因就是g . sulfurreducens生长在看起来像薄薄的垫子的菌落中，每个微生物个体通过一系列天然纳米线与其邻居连接。然后，研究小组收集这些垫子，并用激光在薄膜上蚀刻小电路。一旦薄膜被蚀刻，它们就会被夹在电极之间，最后密封在一种柔软、粘稠、透气的聚合物中，你可以直接涂抹在皮肤上。一旦将这种微型电池“插入”你的身体，它就可以为小型设备供电。

姚说:“我们的下一步是增加薄膜的尺寸，为更复杂的皮肤可穿戴电子设备提供动力。”刘指出，我们的目标之一是为整个电子系统提供动力，而不是单个设备。

这项研究是由应用生命科学研究所麻省大学阿默斯特分校结合了来自29个院系的深厚跨学科专业知识，将基础研究转化为有益于人类健康和福祉的创新。