十、利用細(xì)菌和腳底運(yùn)動(dòng)發(fā)電的“鞋底發(fā)電機(jī)”誕生

　　據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，想象一下，將輕薄與紙的發(fā)電機(jī)嵌入鞋底，當(dāng)你走路時(shí)身上的手機(jī)即會(huì)充電，那該多好。這一未來(lái)化的情景將要成為現(xiàn)實(shí)。

　　據(jù)科學(xué)家介紹說(shuō)，多虧了一種如紙張般厚的微型發(fā)電機(jī)，將其安裝于鞋子里，這樣人們行走的每一步將能被轉(zhuǎn)化成電能，這種設(shè)備可以將人們步子的機(jī)械力轉(zhuǎn)化成動(dòng)力。

　　美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Lawrence Berkeley National Laboratory）的科學(xué)家們已開(kāi)發(fā)出一種技術(shù)，發(fā)電時(shí)，可以利用無(wú)害的病毒，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，科學(xué)家表示，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)引起大家的重視，因?yàn)檫@是世界上第一臺(tái)有生命的發(fā)電機(jī)，它是利用工程病原體將外力轉(zhuǎn)化成電能。

　　


　　新設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)可在走路中發(fā)電

　　在不久的將來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)可能應(yīng)用于為一切便攜式設(shè)備充電，如手機(jī)可以用腳步來(lái)充電；房間內(nèi)的照明系統(tǒng)可以用一些鑲嵌于門(mén)內(nèi)的發(fā)電板來(lái)供電。

　　科學(xué)家們已經(jīng)基于微生物發(fā)電技術(shù)制造了一部小型發(fā)電機(jī)，并通過(guò)這部發(fā)電機(jī)產(chǎn)出了足夠的電流來(lái)使一個(gè)小型的液晶顯示器工作。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是將手指按壓于外面包衣有特殊工程病原體的電極上，這些電極只有郵票般大小，然后這些基因工程病原體將手指的按壓力轉(zhuǎn)化成電能。

　　專家稱，這是第一臺(tái)具有壓電性質(zhì)的生物材料產(chǎn)電能的發(fā)電機(jī)，這個(gè)里程碑式的發(fā)明，這項(xiàng)技術(shù)將催生一系列的微設(shè)備，這些設(shè)備可以將人們?nèi)粘Ｉ钪挟a(chǎn)生各項(xiàng)“震動(dòng)”轉(zhuǎn)化成電能，如關(guān)門(mén)、上樓等。病毒自身可進(jìn)入一個(gè)有序的薄膜中以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，利用工程病毒來(lái)發(fā)電也為制造一些微型設(shè)備指明了一條更簡(jiǎn)易的道路。在挑剔的納米技術(shù)世界里，自組裝是很受追捧的目標(biāo)。

　　來(lái)自伯克利實(shí)驗(yàn)室院物理生物科學(xué)部的科學(xué)家兼加州大學(xué)伯克利分校（UC Berkeley）生物工程學(xué)副教授李承旭（Seung-Wuk Lee）說(shuō)，“我們還需要更多的研究，但是，我們的研究很有前途，這是邁出了第一步，可開(kāi)發(fā)個(gè)人發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器，用于納米器件以及其他設(shè)備，采用的是病毒電子裝置。”

　　李承旭和他的同事們想知道，病毒研究實(shí)驗(yàn)室在全世界都有，是否可提供一種更好的辦法。 M13噬菌體（M13 bacteriophage）只攻擊細(xì)菌，對(duì)人體無(wú)害。因?yàn)槭遣《?，所以，它在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就可以自我復(fù)制出數(shù)以百萬(wàn)計(jì)，所以，總是有穩(wěn)定的供應(yīng)。很容易進(jìn)行基因工程設(shè)計(jì)。數(shù)量龐大的桿狀病毒會(huì)自然地進(jìn)行自我排列，形成整齊有序的薄膜，很像筷子整齊地對(duì)齊，碼放在盒子里。

　　

　　將輕薄與紙的發(fā)電機(jī)嵌入鞋底

　　科學(xué)家們進(jìn)一步增強(qiáng)了這種系統(tǒng)，他們堆疊薄膜，這些薄膜包含單層病毒，彼此堆疊起來(lái)。他們發(fā)現(xiàn)，堆疊約20層，會(huì)產(chǎn)生最強(qiáng)的壓電效應(yīng)。剩下唯一需要做的，就是示范試驗(yàn)，所以，科學(xué)家制作了基于病毒的壓電能量發(fā)生器。他們創(chuàng)造條件，用遺傳工程設(shè)計(jì)病毒，使它們可自發(fā)組織，形成多層膜，尺寸約一平方厘米。這種薄膜隨后被夾在兩個(gè)鍍金電極之間，用電線連接到液晶顯示器。

　　壓力施加到發(fā)電機(jī)上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高達(dá)6納安的電流和400毫伏的電勢(shì)。這電流就足夠多，可以在屏幕上閃爍數(shù)字“1”，電壓大約是一節(jié)3A電池的四分之一。

　　李承旭說(shuō)，“我們現(xiàn)在正在研究一些方法，以改善這種原理循證示范。” “因?yàn)橛羞@種生物技術(shù)工具，就可以大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因病毒，這些壓電材料采用病毒，可提供一條簡(jiǎn)單的途徑，制備未來(lái)的新型微電子裝置。”