美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校的研究人員發現了可以利用一種天然蛋白質，再利用空氣中的水分發電。

蓋世汽車訊 據外媒報道，美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校（the University of Massachusetts Amherst）的科學家們研發了一款設備，可以利用一種天然蛋白質，再利用空氣中的水分發電。科學家們表示，該項新技術可能會對可再生能源、氣候變化以及醫學的未來產生重大影響。

（圖片來源：馬薩諸塞大學阿默斯特分校）

馬薩諸塞大學阿默斯特分校電子工程師Jun Yao和微生物學家Derek Lovley研發了一款名為“空氣發電機”（Air-gen）的設備，配備了由微生物地桿菌屬（Geobacter）產生的導電蛋白質納米線。該空氣發電機通過自然存在于大氣中的水蒸氣產生電流，將電極與蛋白質納米線連接在一起。

Yao表示：“我們真的是在利用稀薄空氣發電，而且該空氣發電機可以全天候提供清潔能源。” 30多年來，Lovely一直致力于研發基于生物技術的先進電子材料，他補充表示：“這是迄今為止，蛋白質納米線最令人驚訝和興奮的應用。”

Yao的實驗室研發的該項技術無污染、可再生且成本低，甚至可以在撒哈拉沙漠等濕度極低的地方發電。Lovley表示，與包括太陽能和風能在內的其他形式的可再生能源相比，該技術具有顯著優勢，因為與其他可再生能源不同，空氣發電機無需陽光或風，甚至“可以在室內工作。”

研究人員解釋表示，該空氣發電機只需要不到10微米厚的蛋白質納米線薄膜，薄膜的底部位于一個電極上，而更小的一個電極只覆蓋了位于其上的納米線薄膜的一部分。該薄膜可以從大氣中吸收水蒸氣，蛋白質納米線具有導電性，加上其表面的化學性，以及薄膜內納米線之間的細孔，為兩個電極之間產生電流創造了條件。

研究人員表示，目前該空氣發電機只能為小型電子設備提供動力，希望很快可以實現商業化。下一步，他們計劃研發一種小型空氣發電機“補丁”，可以為健康和健身設備以及智能手表等可穿戴設備提供電力，消除對傳統電池的需求。此外，他們還希望開發出適用于手機或電動汽車的空氣發電機，消除周期性充電需求。

Yao表示：“最終目標是打造大規模系統。例如，該技術可以嵌入到墻漆中，為家庭提供電力；或者研發獨立的空氣發電機供電，不再依靠電網電力；一旦能夠讓該蛋白質納米線實現工業化規模生產，就可以打造大型系統，為可持續能源生產做出重大貢獻。”

為了繼續發揮Geobacter的生物學功能，Lovley的實驗室最近研發了一種新型微生物菌株，可以更迅速、更低價地量產蛋白質納米線。“我們將大腸桿菌變成了蛋白質納米線，利用該項可擴展的新型工藝，蛋白質納米線供應不再是研發此類應用的瓶頸。”

研究人員表示，空氣發電機反映了不同尋常的跨學科合作。Lovley在30多年前，在Potomac河的泥漿中發現了Geobacter微生物，后來，其實驗室發現了該微生物有制造出導電蛋白質納米線的能力。在加入馬薩諸塞大學阿默斯特分校之前，Yao曾在哈佛大學工作多年，曾在該校利用硅納米線設計了電子設備。現在，他們兩人合作，研究是否能夠利用Geobacter微生物制成的蛋白質納米線打造有用的電子設備。

Yao實驗室的博士生Xiaomeng Liu在研發傳感器設備時，發現了一件意想不到的事。“我看到，當該納米線以特定的方式與電極接觸時，設備就會產生電流。我發現，將其暴露在一定濕度的空氣下很有必要，而蛋白質納米線會吸收水分，從而在整個設備上造成了電壓梯度。”

除了空氣發電機，Yao的實驗室還在利用該蛋白質納米線研發其他應用。Yao表示：“這只是以蛋白質為基礎的電子設備新時代的開始。”