史蒂文斯理工學院開發出使用石墨烯發電的仿生蘑菇,更準確地說,是在蘑菇的菌蓋上添加了

3D打印的藍藻菌羣,使真菌具有發電的能力,並通過石墨烯納米帶,收集電流。

藍藻的生產能力驚人,在生物工程界廣爲人知。然而,研究人員在使用這些微生物的時候,卻受到諸多限制,因爲藍藻無法在人工生物表面上存活較長的時間。那麼,蘑菇是否可以爲各種細菌提供適當的生長環境,比如營養、水分、pH值和溫度,並在相對較長的時間裏持續供電呢?

“在這種情況下,我們的這種仿生蘑菇是可以產生電力的,”史蒂文斯理工學院的機械工程助理教授Mannoor表示。“通過整合能夠產生電能的藍藻和能夠收集電流的納米級材料,我們創造出了全新的功能性仿生系統。”

Mannoor和博士後研究員Joshi表示,藍藻會在菌蓋上存活數天。“這些蘑菇可以說是一種適宜生長基質,起到滋養的作用,實現兩個不同種微生物的共生。”

在開發仿生蘑菇的時候,Mannoor和Joshi使用了帶有機械臂的3D打印機,第一步打印含有石墨烯納米帶的“電子墨水”。這種打印的分支網絡像納米探針一樣,充當蘑菇帽頂部的電力收集網絡,獲取藍藻細胞產生的生物電子。Mannoor解釋道,可以想象成用針刺入細胞來獲得內部的電信號。

接下來,他們將含有藍藻的“生物墨水”按照螺旋的圖案,打印到蘑菇菌蓋上,螺旋圖案在多個點與電子墨水接觸。電子可以通過藍藻的外膜轉移到石墨烯納米帶的導電網絡。照亮菌蓋,激活藍藻進行光合作用,從而產生了光電流。

據介紹,這些細菌產生的電量可以根據密度和排列方式而變化,密集程度就越高,生產的電力就越多。

查看原文 >>
相關文章