未來(lái)有一天微生物可能會(huì )為你的手機供電

牛津大學(xué)的科學(xué)家們向人們展示了細菌的自然活動(dòng)是如何被利用來(lái)裝配進(jìn)而為微觀(guān)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)提供能量的，或為其他人造的微型機械，如手機部件供電。這一研究已 經(jīng)發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，利用計算機模擬來(lái)展示密集的活性物質(zhì)，如細菌等的無(wú)秩序的云集效應可以被組織起來(lái)，來(lái)推動(dòng)隱極轉子，提供穩定的能量來(lái)源。

研究人員稱(chēng)，這些生物推動(dòng)的發(fā)電機以后看發(fā)展成為微型人造設備供電的微型電機，這些設備就可以自我組裝自我供電了，從光開(kāi)關(guān)到手機話(huà)筒。

文章作者之一牛津大學(xué)物理學(xué)系的Tyler Shendruk博士稱(chēng)，很多社會(huì )的能量挑戰都在千兆瓦級，但是有些卻完全是微觀(guān)的。一個(gè)可能的方式來(lái)為微型機械生成微量電力的方法可能就是直接從生物系統，如細菌懸浮液中獲取。

稠密的細菌懸浮液是典型的可以自主流動(dòng)的活性流體。既然游動(dòng)的細菌可以游動(dòng)，可以推動(dòng)混亂無(wú)序的生命流動(dòng)，那么它們正常情況下是過(guò)于無(wú)序而無(wú)法從中提取有用的能量。

但是，當牛津研究團隊向這種活性流體中浸入由64個(gè)對稱(chēng)的微型轉子時(shí)，科學(xué)家們發(fā)現這些細菌自發(fā)地在鄰近轉子周?chē)�組織起來(lái)，開(kāi)始沿相反方向旋轉，這是一種簡(jiǎn)單的老式風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的結構。

Shendruk博士補充道，有意思的是我們不需要預先設計微型齒輪形的渦輪機。這些轉子會(huì )自己組裝稱(chēng)一個(gè)細菌風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。當我們用單轉子在細菌湍流中進(jìn)行模擬時(shí)，它只會(huì )被隨機趕來(lái)趕去。但是，我們向活性流體中放入一組轉子時(shí)，它們就會(huì )突然形成一個(gè)規律的模式，相鄰的轉子向相反方向旋轉。

作者之一牛津大學(xué)物理學(xué)系的Amin Doostmohammadi博士稱(chēng)，可以從這些微生物系統中獲得微量機械工作的能力是很有價(jià)值的，因為它們不需要輸入能量，就可以利用內部的生物化學(xué)過(guò)程來(lái)進(jìn)行。

在微觀(guān)上，我們的模擬顯示生物程序集產(chǎn)生的流動(dòng)可以將自己重新組織，從而可以產(chǎn)生持久穩定的機械能力來(lái)使一組轉子轉動(dòng)。

作者之一牛津大學(xué)物理學(xué)系的Julia Yeomans博士稱(chēng)，大自然在創(chuàng )造微型發(fā)動(dòng)機時(shí)是非常絕妙的，如果我們能了解如何開(kāi)發(fā)類(lèi)似的設計，前景是非常廣闊的。

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