3D打印的納米摩天大樓幫助細菌將陽光轉(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,，愛好陽光的細菌可以在其中快速生長,。然后,，研究人員能夠提取細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,，在碳排放方面遠遠優(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,。

光合細菌,，或藍細菌，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"藍細菌的光合作用機制，以便從中提取能量,。就你能從光合作用系統(tǒng)中實際提取多少能量而言,，一直存在一個瓶頸，但沒有人明白這個瓶頸在哪里�,，F(xiàn)在研究人員發(fā)現(xiàn),，一個實質(zhì)性的瓶頸實際上是在物質(zhì)方面。

為了生長,，藍細菌需要大量的陽光,，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，在藍藻進行光合作用時,，這些電極被定制為與藍藻一起工作,。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，就像一個有很多窗戶的高層公寓,。藍細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社區(qū)。這項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數(shù)量級以上。