未来有一天微生物可能会为你的手机供电

2016年07月11日 08:14 次阅读 稿源:来宝网 条评论

牛津大学的科学家们向人们展示了细菌的自然活动是如何被利用来装配进而为微观风力发电场提供能量的,或为其他人造的微型机械,如手机部件供电。这一研究已 经发表在《科学进展》杂志上,利用计算机模拟来展示密集的活性物质,如细菌等的无秩序的云集效应可以被组织起来,来推动隐极转子,提供稳定的能量来源。

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研究人员称,这些生物推动的发电机以后看发展成为微型人造设备供电的微型电机,这些设备就可以自我组装自我供电了,从光开关到手机话筒。

文章作者之一牛津大学物理学系的Tyler Shendruk博士称,很多社会的能量挑战都在千兆瓦级,但是有些却完全是微观的。一个可能的方式来为微型机械生成微量电力的方法可能就是直接从生物系统,如细菌悬浮液中获取。

稠密的细菌悬浮液是典型的可以自主流动的活性流体。既然游动的细菌可以游动,可以推动混乱无序的生命流动,那么它们正常情况下是过于无序而无法从中提取有用的能量。

但是,当牛津研究团队向这种活性流体中浸入由64个对称的微型转子时,科学家们发现这些细菌自发地在邻近转子周围组织起来,开始沿相反方向旋转,这是一种简单的老式风力发电场的结构。

Shendruk博士补充道,有意思的是我们不需要预先设计微型齿轮形的涡轮机。这些转子会自己组装称一个细菌风力发电场。当我们用单转子在细菌湍流中进行模拟时,它只会被随机赶来赶去。但是,我们向活性流体中放入一组转子时,它们就会突然形成一个规律的模式,相邻的转子向相反方向旋转。

作者之一牛津大学物理学系的Amin Doostmohammadi博士称,可以从这些微生物系统中获得微量机械工作的能力是很有价值的,因为它们不需要输入能量,就可以利用内部的生物化学过程来进行。

在微观上,我们的模拟显示生物程序集产生的流动可以将自己重新组织,从而可以产生持久稳定的机械能力来使一组转子转动。

作者之一牛津大学物理学系的Julia Yeomans博士称,大自然在创造微型发动机时是非常绝妙的,如果我们能了解如何开发类似的设计,前景是非常广阔的。

https://www.sciencedaily.com/releases/2016/07/160708144859.htm

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