從雜貨店隨手一買的蘑菇,科學家成功拿來發電

作者 | 發布日期 2018 年 11 月 08 日 18:57 | 分類 材料 , 生物科技 , 能源科技 follow us in feedly

以後,蘑菇不只可以煮來吃,還能拿來發電。美國科學家在雙孢蘑菇的表面結合石墨烯奈米帶與藍綠菌,創造出一種「仿生蘑菇」,可以利用細菌光合作用產生微量電流。雖然無法幫手機充電,但至少可以點亮 LED 燈泡。



當植物進行光合作用時,除了產生氧氣也會釋出電子,而在生物性能源方面,可以行光合作用的藍綠菌(cyanobacteria)其發展潛力因此備受矚目,其內部量子效率接近 100%,只不過藍綠菌的工程應用受到一定程度限制,因為它們無法在人工表面存活太長時間。

那就讓藍綠菌依附在活的生物表面吧。來自美國史蒂文斯理工學院的研究人員隨手從超市買了些雙孢蘑菇(學名:Agaricus bisporus,在西方通常稱為鈕扣菇),帶回實驗室在其傘面與柄塗上含有石墨烯奈米帶(註)的電子墨水,接著再利用 3D 列印技術,將含有藍綠菌的生物墨水覆蓋上去。

之後,當研究人員對著蘑菇照射光線時,藍綠菌開始進行光合作用,而釋出的電子跑出細菌外膜,被轉移到由石墨烯奈米帶形成的導電網路中,最終,這朵蘑菇可產生約 65 奈安(nA)的電流。雖然不足以為電子設備供電,但藍綠菌產生的電量可根據其密度與排列方式跟著變化,研究人員認為,如果將一堆蘑菇排成陣列,其總電量應該可以點亮 LED 燈。

蘑菇提供了藍綠菌尚屬優渥的生活環境:潮濕的棲息地、穩定的營養來源,藍綠菌又可代替無葉綠素的蘑菇進行光合作用,兩者可說是互利共生。現在團隊正在研究增加蘑菇電流輸出的方法,新論文發表在《Nano Letters》。

註:石墨烯奈米帶是指寬度小於 50 nm 的石墨烯條帶。

(首圖來源:線上論文

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