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康明斯发电机组:美科学家用病毒制造出发电机未来仅靠走路便可为手机充电
发布时间:2012-5-16  【关闭窗口】

  国际在线消息:一提起病毒,人们最先想到的可能就是病毒会让人生病或使电脑程序瘫痪,但最新的一项发明却使病毒能够造福人类。据《每日邮报》(DailyMail)5月14日报道,美国能源部下属的劳伦斯·伯克利国家实验室利用一种对人类无害的病毒制造“活”的发电机,开发出将机械能转换成电能的技术。该项研究成果5月13日公布在《自然纳米技术》在线版上(onlinepublicationofthejournalNatureNanotechnology)。

  借助病毒生物材料每走一步皆可产生电能

  据介绍,这种能用来发电的病毒被称为M13噬菌体,它只攻击细菌对人体无害。作为一种病毒,它有着很强的自我复制能力,短短几小时内可复制数百万,因此可以保证稳定的供应。这种病毒呈杆状,他们可以在薄膜中按自己确定方向进行排列,就好像筷子整齐排列在盒子中一样。经过遗传工程处理过的病毒可以通过压力产生电能,例如走路时产生的压力。利用一种由这种病毒组成的薄膜,每走一步所产生的压力便可转化为电能。这就意味着这项技术可以应用于鞋子,门甚至地毯中。

  该项发电技术是首次利用生物材料的压电效应来产生电力。压电效应是指某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。参与该项研究的加州大学伯克利分校生物工程学教授李承旭(Seung-WukLee)在解释该病毒的工作原理时形象地说,“在显微镜下,这种病毒就像又长又细的铅笔。当把一把铅笔放在皮氏培养皿中并摇晃培养皿,这些铅笔会自然地整齐排列。这些病毒和铅笔的排列方式一样,但如果有人对它们施以压力的话,这些病毒就会立即散开并产生火花,好像烟花一样。”

  面向个人发电机迈出的坚实一步

  目前为止,这项发明仍然处在实验室研究阶段。在实验中,研究人员一层层地堆积由病毒组成的薄膜以增加压电效应,最后发现厚度约20堆层具有最强的压电效应。他们还组装出基于病毒的压电能量发电机样机。他们设法让经遗传工程处理过的病毒自发组织成约一平方厘米的多层膜,然后将膜夹在两个镀金的电极间,通过电线连接到液晶显示器上。研究人员仅仅用手指轻敲邮票大小的电极,便可产生足够点亮一个小型液晶显示屏的电能,电流使屏幕上闪烁出数字“1”,相当于约一个3A电池1/4的电压。

  尽管达到大规模应用还有很长的路要走,但分析家们认为,这项发明仍具有里程碑式的意义,由它而衍生的小型发电设备能使人们在日常活动中就可发电,例如关门或者爬楼梯。未来这将是一个“活”的发电机,你在走路时,嵌在鞋底的发电机就可给你的手机充满电。研究人员称,新技术首次向个人发电机以及基于滤过性毒菌的电子设备迈出了很有前景的一步。(赵叶冰)

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