如果海洋最终酸化到无法维持大多数海洋生物的生存,而水母却繁盛起来,那么至少我们还可以从拥有丰富可再生能源的角度获得一丝慰藉。GFP(绿色荧光蛋白)——来自维多利亚多管发光水母的同一种蛋白质,正是这种蛋白质的分离 为三位研究人员赢得了2008年诺贝尔化学奖——现在在瑞典查尔姆斯理工大学的 Zackary Chiragwandi 正在开发的 太阳能电池和燃料电池 中找到了新的生命。与尖端 染料敏化 太阳能电池中的染料类似,GFP 吸收特定波长的阳光——在这种情况下是紫外线——来激发电子,然后这些电子被输送到铝电极以产生电流。在释放能量后,电子会被送回 GFP 分子,在那里它们又可以再次被激活(可以这么说)。电池的设计很简单:两个铝电极放置在一层薄薄的二氧化硅上,这有助于优化光捕获和能量转换效率,并在它们之间沉积一滴 GFP。无需外部干预,蛋白质就会自组装成细丝,连接电极并形成微小的电路。虽然比传统的太阳能电池便宜,但染料敏化电池仍然需要一些昂贵的材料且难以制造,这使得这些受生物启发的电池在未来可能成为一个更具吸引力的选择。而且,由于在许多其他海洋生物中都发现了略有不同的 GFP 版本,因此很有可能出现一整套更精细调谐的 GFP 电池。Chiragwandi 和他的同事们也利用了相同的基本组件来制造一个简易的燃料电池。一种包含镁和 荧光素酶(一种用于 生物发光 的酶)的试剂混合物,产生激活 GFP 电子的光,并帮助设备运行——无需直射阳光。由于其微小的尺寸和低功率输出,这种燃料电池可能非常适合广泛的 医疗纳米机器人,这些纳米机器人未来可能在我们的血液中巡逻,从内部治疗我们的疾病。这些装置只是众多旨在通过利用大自然的巧妙设计来降低成本和提高效率的可再生能源技术中的最新成果。就在几周前,80beats 的 Joe Calamia 撰文介绍了澳大利亚一个团队在蓝细菌中发现叶绿素 f,这是一种捕获红外波长光线的色素。由于目前没有任何太阳能电池能够吸收占太阳光线一半以上的红外光,一些研究人员已经对利用这种色素制造更高效电池的前景感到兴奋。在科幻领域,还有一个“人类”燃料电池(我几乎不敢使用这个词,因为它不可避免地会让人想起《黑客帝国》中愚蠢的人类电池),这是由一群法国科学家开发的,《Discovery News》几个月前报道过。该设备将以葡萄糖和氧气的组合为动力——理论上可以 永不停止 运行,因此不仅可以植入人体,还可以植入各种动物体内。当然,它的能量可能不大,但就像果冻燃料电池一样,它可以方便地为纳米机器人提供动力。如果这一切对你来说都太高深莫测了,那么总会有 可靠的粪便驱动移动设备。图片来源:Clicksy/Flickr
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