麻省大学阿默斯特分校开发了一种新型医学设备

（文章来源：携手健康网）

麻省大学阿默斯特分校的科学家开发了一种设备，该设备使用天然蛋白质从空气中的水分中产生电能，他们说，这项新技术可能对可再生能源，气候变化以及医学的未来产生重大影响。

正如《自然》杂志今天报道的那样，位于麻省大学安马斯特分校的电气工程师Jun Yao和微生物学家Derek Lovley的实验室已经创造出一种被称为“空气发生器”的设备。或气动发电机，带有由微生物Geobacter生产的导电蛋白纳米线。空气源将电极连接到蛋白质纳米线，使得从大气中自然存在的水蒸气产生电流。

姚明说：“我们实际上是凭空制造电力。” “ Air-gen产生24/7的清洁能源。” Lovely拥有超过三十年的先进的基于可持续生物的电子材料，他补充说：“这是迄今为止蛋白质纳米线最令人惊讶和激动人心的应用。”

姚的实验室开发的新技术是无污染，可再生和低成本的。即使在湿度极低的地区(例如撒哈拉沙漠)，它也可以发电。Lovley说，与其他形式的可再生能源(包括太阳能和风能)相比，它具有显着优势，因为与其他可再生能源不同，Air-gen不需要阳光或风，“甚至可以在室内使用”。

研究人员解释说，Air-gen设备仅需要厚度小于10微米的蛋白质纳米线薄膜。薄膜的底部位于电极上，而仅覆盖部分纳米线薄膜的较小电极位于顶部。该膜吸收来自大气的水蒸气。蛋白质纳米线的电导率和表面化学的结合，再加上薄膜中纳米线之间的细孔，共同建立了在两个电极之间产生电流的条件。

研究人员说，当前一代的Air-gen设备能够为小型电子设备供电，他们希望很快将这项发明推向商业规模。他们计划的下一步包括开发一个小型的Air-gen“补丁”，该补丁可以为电子可穿戴设备供电，例如健康和健身监视器以及智能手表，这将消除对传统电池的需求。他们还希望开发Air-gens应用于手机，以消除周期性充电。

姚明说：“最终的目标是制造大型系统。例如，该技术可能会整合到可以为您的房屋供电的墙面涂料中。或者，我们可能会开发独立的气动发电机来为房屋供电。一旦我们达到电线生产的工业规模，我完全希望我们可以制造大型系统，这将对可持续能源生产做出重大贡献。”

为了继续提高Geobacter的实用生物功能，Lovley的实验室最近开发了一种新的微生物菌株，可以更快速，更便宜地批量生产蛋白质纳米线。他说：“我们将大肠杆菌变成了蛋白质纳米线工厂。” “通过这种新的可扩展流程，蛋白质纳米线的供应将不再成为开发这些应用程序的瓶颈。”

他们说，Air-gen的发现反映出一种不寻常的跨学科合作。洛夫利(Lovley)于30多年前在波托马克河的泥浆中发现了地球细菌微生物。他的实验室后来发现了其生产导电蛋白纳米线的能力。在加入UMass Amherst之前，Yao在哈佛大学工作了多年，在那里他用硅纳米线设计了电子设备。他们联合起来，看看是否可以用从Geobacter收集的蛋白质纳米线制造有用的电子设备。

刘晓萌，博士 姚(Yao)实验室的一名学生正在开发传感器设备，当时他发现了意外情况。他回忆说：“我发现当纳米线以特定方式与电极接触时，设备会产生电流。我发现暴露于大气湿度是必不可少的，蛋白质纳米线会吸收水，从而在设备上产生电压梯度。”

除了Air-gen，Yao的实验室还利用蛋白质纳米线开发了其他几种应用程序。姚说：“这仅仅是基于蛋白质的电子设备新时代的开始。”