听起来像科幻电影，这个微生物膜可以用汗液发电｜CyberDaily

想象一个世界，你手腕上的智能手表永远不会断电，因为你的汗液可以为它供电。

这听起来像是科幻小说，但研究人员已经想出了如何设计一种细菌生物膜，使其能够从汗水中产生持续的电力。

他们可以在蒸发过程中收集能量并将其转化为电能，从而彻底改变从个人医疗传感器到电子设备的可穿戴电子设备。

这项科学发表在《自然通讯》上的一项新研究中。

“可穿戴电子产品的限制因素一直是电源，”资深作者、美国马萨诸塞大学阿默斯特分校 (UMass) 电气和计算机工程教授 Jun Yoa 说。“电池耗尽，必须更换或充电，它们也笨重、沉重且不舒服。”

但是我们的皮肤表面会经常出汗，因此像创可贴一样佩戴的小而薄、透明且柔韧的生物膜可以提供更方便的选择。

生物膜由大约 40 微米厚或大约一张纸厚度的细菌细胞片组成。确切地说，它是由基因工程改造的硫还原杆菌组成的。

硫还原菌是一种已知能发电的微生物，之前曾用于“微生物燃料电池”。这些需要细菌活着，需要适当的照顾和不断的喂养，但这种新的生物膜可以连续工作，因为细菌已经死了。

“它的效率要高得多，”麻省大学阿默斯特分校微生物学杰出教授、资深作者德里克·洛夫利 (Derek Lovley) 说。“我们通过从根本上减少所需的处理量来简化发电过程。

“我们在生物膜中可持续地培养细胞，然后利用细胞的聚集。这减少了能源输入，使一切变得更简单，并扩大了潜在的应用范围。”

该过程依赖于基于蒸发的电力生产——即水电效应。水流由固体生物膜和液态水之间的蒸发驱动，从而驱动电荷的传输以产生电流。

硫还原菌 菌落生长在薄垫上，收获后用激光在其中蚀刻小电路。然后将它们夹在网状电极之间，最后密封在柔软、粘稠、透气的聚合物中，这种聚合物可以直接涂抹在皮肤上而不会受到刺激。

最初，研究人员通过将设备直接放在水面上进行测试，该设备连续产生约 0.45 伏特的电力。戴在出汗的皮肤上时，它会产生 18 小时的能量，即使是不出汗的皮肤也会产生大量的电力输出——这表明皮肤持续低水平的水分分泌足以驱动效果。

“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，”Yoa最后说。

该团队的目标是有一天能够使用这种生物膜为单个设备和整个电子系统供电。而且由于微生物可以用可再生原料大规模生产，因此，它绝对是未来可再生能源和新材料的最佳方案。