据物理学家组织网3月26日（北京时间）报道，美国华盛顿州太平洋西北国家实验室和东安格利亚大学的研究人员发现，合成细菌仅仅通过接触一种矿物表面，不需任何其他介质就可以直接产生电流。新研究使得从细菌产生清洁电力，创建高效的微生物燃料电池或“生物电池”更进一步。该研究成果发表在最新一期的美国《国家科学院学报》上。
东安格利亚大学生物科学学院汤姆·克拉克博士带领的研究团队在实验室合成出希瓦氏菌（一种海洋细菌），接着选择具有从微生物内部到岩石穿梭往返电子的蛋白质，将这些蛋白质插入合成细菌的细胞膜内脂质膜囊中，之后再测试在细菌内部和含铁矿物外部之间电子的流动。结果显示，细菌可直接“躺在”金属或矿物质表面，通过其细胞膜转移电子，这意味着细菌可与电极直接“连接”。
克拉克博士说：“我们知道，细菌可以把电子传送到金属和矿物质，这种相互作用取决于细菌表面的特殊蛋白质。但之前并不清楚，这些蛋白质是直接传送，还是间接地通过某个未知介质。研究表明，这些蛋白质可直接‘触摸’矿物表面，并产生电流。这说明‘躺在’金属或矿物质表面上的细菌通过其细胞膜导电是可能的。”
研究人员说，如果把这些细菌作为微生物燃料电池，通过分解家庭或农业废物来发电，未来将表现出极大的应用潜力。另外，这些细菌为电极提供电力，可在细胞内发生化学反应，将细胞作为微型工厂生产药物等。
太平洋西北国家实验室生物化学家石梁（音译）说：“我们开发了一种独特的系统，可以模仿电子在细胞内转移。所测量到的电子传输速率令人难以置信，其快得足以支持细菌的呼吸系统。”
该发现还可帮助科学家通过观察细菌、矿物质以及有机物之间的电子转移，了解碳在大气层、陆地和海洋间如何循环。 |
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