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據外媒報導，美國麻薩諸塞大學阿默斯特分校(the University of Massachusetts Amherst)的科學家們研發了一款設備，可以利用一種天然蛋白質，再利用空氣中的水分發電。科學家們表示，該項新技術可能會對可再生能源、氣候變化以及醫學的未來產生重大影響。
麻薩諸塞大學阿默斯特分校電子工程師Jun Yao和微生物學家Derek Lovley研發了一款名為「空氣發電機」(Air-gen)的設備，配備了由微生物地桿菌屬(Geobacter)產生的導電蛋白質納米線。該空氣發電機通過自然存在於大氣中的水蒸氣產生電流，將電極與蛋白質納米線連接在一起。
Yao表示：「我們真的是在利用稀薄空氣發電，而且該空氣發電機可以全天候提供清潔能源。」 30多年來，Lovely一直致力於研發基於生物技術的先進電子材料，他補充表示：「這是迄今為止，蛋白質納米線最令人驚訝和興奮的應用。」
Yao的實驗室研發的該項技術無汙染、可再生且成本低，甚至可以在撒哈拉沙漠等溼度極低的地方發電。Lovley表示，與包括太陽能和風能在內的其他形式的可再生能源相比，該技術具有顯著優勢，因為與其他可再生能源不同，空氣發電機無需陽光或風，甚至「可以在室內工作。」
研究人員解釋表示，該空氣發電機只需要不到10微米厚的蛋白質納米線薄膜，薄膜的底部位於一個電極上，而更小的一個電極只覆蓋了位於其上的納米線薄膜的一部分。該薄膜可以從大氣中吸收水蒸氣，蛋白質納米線具有導電性，加上其表面的化學性，以及薄膜內納米線之間的細孔，為兩個電極之間產生電流創造了條件。
研究人員表示，目前該空氣發電機只能為小型電子設備提供動力，希望很快可以實現商業化。下一步，他們計劃研發一種小型空氣發電機「補丁」，可以為健康和健身設備以及智能手錶等可穿戴設備提供電力，消除對傳統電池的需求。此外，他們還希望開發出適用於手機或電動汽車的空氣發電機，消除周期性充電需求。
Yao表示：「最終目標是打造大規模系統。例如，該技術可以嵌入到牆漆中，為家庭提供電力;或者研發獨立的空氣發電機供電，不再依靠電網電力;一旦能夠讓該蛋白質納米線實現工業化規模生產，就可以打造大型系統，為可持續能源生產做出重大貢獻。」
為了繼續發揮Geobacter的生物學功能，Lovley的實驗室最近研發了一種新型微生物菌株，可以更迅速、更低價地量產蛋白質納米線。「我們將大腸桿菌變成了蛋白質納米線，利用該項可擴展的新型工藝，蛋白質納米線供應不再是研發此類應用的瓶頸。」
研究人員表示，空氣發電機反映了不同尋常的跨學科合作。Lovley在30多年前，在Potomac河的泥漿中發現了Geobacter微生物，後來，其實驗室發現了該微生物有製造出導電蛋白質納米線的能力。在加入麻薩諸塞大學阿默斯特分校之前，Yao曾在哈佛大學工作多年，曾在該校利用矽納米線設計了電子設備。現在，他們兩人合作，研究是否能夠利用Geobacter微生物製成的蛋白質納米線打造有用的電子設備。
Yao實驗室的博士生Xiaomeng Liu在研發傳感器設備時，發現了一件意想不到的事。「我看到，當該納米線以特定的方式與電極接觸時，設備就會產生電流。我發現，將其暴露在一定溼度的空氣下很有必要，而蛋白質納米線會吸收水分，從而在整個設備上造成了電壓梯度。」
除了空氣發電機，Yao的實驗室還在利用該蛋白質納米線研發其他應用。Yao表示：「這只是以蛋白質為基礎的電子設備新時代的開始。」
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