合成細菌「躺」在礦物表面就可產生電流

據物理學家組織網3月26日（北京時間）報導，美國華盛頓州太平洋西北國家實驗室和東安格利亞大學的研究人員發現，合成細菌僅僅通過接觸一種礦物表面，不需任何其他介質就可以直接產生電流。新研究使得從細菌產生清潔電力，創建高效的微生物燃料電池或「生物電池」更進一步。該研究成果發表在最新一期的美國《國家科學院學報》上。東安格利亞大學生物科學學院湯姆·克拉克博士帶領的研究團隊在實驗室合成出希瓦氏菌（一種海洋細菌），接著選擇具有從微生物內部到巖石穿梭往返電子的蛋白質，將這些蛋白質插入合成細菌的細胞膜內脂質膜囊中，之後再測試在細菌內部和含鐵礦物外部之間電子的流動。結果顯示，細菌可直接「躺在」金屬或礦物質表面，通過其細胞膜轉移電子，這意味著細菌可與電極直接「連接」。

　　克拉克博士說：「我們知道，細菌可以把電子傳送到金屬和礦物質，這種相互作用取決於細菌表面的特殊蛋白質。但之前並不清楚，這些蛋白質是直接傳送，還是間接地通過某個未知介質。研究表明，這些蛋白質可直接『觸摸』礦物表面，並產生電流。這說明『躺在』金屬或礦物質表面上的細菌通過其細胞膜導電是可能的。」

研究人員說，如果把這些細菌作為微生物燃料電池，通過分解家庭或農業廢物來發電，未來將表現出極大的應用潛力。另外，這些細菌為電極提供電力，可在細胞內發生化學反應，將細胞作為微型工廠生產藥物等。

太平洋西北國家實驗室生物化學家石樑（音譯）說：「我們開發了一種獨特的系統，可以模仿電子在細胞內轉移。所測量到的電子傳輸速率令人難以置信，其快得足以支持細菌的呼吸系統。」

該發現還可幫助科學家通過觀察細菌、礦物質以及有機物之間的電子轉移，了解碳在大氣層、陸地和海洋間如何循環。