3D打印的納米摩天大樓幫助細(xì)菌將陽光轉(zhuǎn)化為電能

稿源： cnbeta

劍橋大學(xué)的研究人員使用3D打印技術(shù)創(chuàng)建了高層 "納米住房"的網(wǎng)格,，愛好陽光的細(xì)菌可以在其中快速生長。然后,，研究人員能夠提取細(xì)菌在光合作用中留下的廢舊電子,，這些廢舊電子可以用來為小型電子產(chǎn)品供電,。

其他研究小組已經(jīng)從光合細(xì)菌中提取了能量,，但劍橋大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),，為它們提供合適的家，可以使它們提取的能量增加一個(gè)數(shù)量級以上,。這種方法對傳統(tǒng)的可再生生物能源發(fā)電方法具有競爭力,，并且已經(jīng)達(dá)到了太陽能轉(zhuǎn)換效率，可以超過目前許多生物燃料發(fā)電方法,。

他們的成果在《自然材料》雜志上報(bào)道,，為生物能源發(fā)電開辟了新的途徑，并表明"生物混合"的太陽能來源可以成為零碳能源組合中的一個(gè)重要組成部分,。目前的可再生技術(shù),，如硅基太陽能電池和生物燃料，在碳排放方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于化石燃料,，但它們也有局限性,，如對采礦的依賴，回收方面的挑戰(zhàn),，以及對耕作和土地使用的依賴，這導(dǎo)致生物多樣性的喪失,。

光合細(xì)菌,，或藍(lán)細(xì)菌，是地球上最豐富的生命形式,。幾年來,，研究人員一直在嘗試"重新連接"藍(lán)細(xì)菌的光合作用機(jī)制，以便從中提取能量,。就你能從光合作用系統(tǒng)中實(shí)際提取多少能量而言,，一直存在一個(gè)瓶頸，但沒有人明白這個(gè)瓶頸在哪里�,，F(xiàn)在研究人員發(fā)現(xiàn),，一個(gè)實(shí)質(zhì)性的瓶頸實(shí)際上是在物質(zhì)方面,。

為了生長，藍(lán)細(xì)菌需要大量的陽光,，就像夏天的湖面,。而為了提取它們通過光合作用產(chǎn)生的能量，這些細(xì)菌需要被連接到電極上,。劍橋大學(xué)的研究小組用金屬氧化物納米顆粒3D打印了定制的電極,，在藍(lán)藻進(jìn)行光合作用時(shí)，這些電極被定制為與藍(lán)藻一起工作,。這些電極被打印成高度分枝,、密集的柱狀結(jié)構(gòu)，就像一座小城市,。

這些電極具有出色的光處理性能,，就像一個(gè)有很多窗戶的高層公寓。藍(lán)細(xì)菌需要一些它們可以附著的東西,，并與它們的鄰居形成一個(gè)社區(qū),。這項(xiàng)電極允許在大量的表面積和大量的光線之間取得平衡，就像一座玻璃摩天大樓,。一旦自我組裝的藍(lán)藻在其新的"有線"家中,，研究人員發(fā)現(xiàn)它們比目前的其他生物能源技術(shù)（如生物燃料）更有效率。與其他從光合作用中生產(chǎn)生物能源的方法相比,，該技術(shù)將提取的能量增加了一個(gè)數(shù)量級以上,。