十、利用細菌和腳底運動發電的“鞋底發電機”誕生

　　據國外媒體報道，想象一下，將輕薄與紙的發電機嵌入鞋底，當你走路時身上的手機即會充電，那該多好。這一未來化的情景將要成為現實。

　　據科學家介紹說，多虧了一種如紙張般厚的微型發電機，將其安裝于鞋子里，這樣人們行走的每一步將能被轉化成電能，這種設備可以將人們步子的機械力轉化成動力。

　　美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）的科學家們已開發出一種技術，發電時，可以利用無害的病毒，把機械能轉換成電能，科學家表示，這項技術應引起大家的重視，因為這是世界上第一臺有生命的發電機，它是利用工程病原體將外力轉化成電能。

　　


　　新設計發電機可在走路中發電

　　在不久的將來，這項技術可能應用于為一切便攜式設備充電，如手機可以用腳步來充電；房間內的照明系統可以用一些鑲嵌于門內的發電板來供電。

　　科學家們已經基于微生物發電技術制造了一部小型發電機，并通過這部發電機產出了足夠的電流來使一個小型的液晶顯示器工作。實驗內容是將手指按壓于外面包衣有特殊工程病原體的電極上，這些電極只有郵票般大小，然后這些基因工程病原體將手指的按壓力轉化成電能。

　　專家稱，這是第一臺具有壓電性質的生物材料產電能的發電機，這個里程碑式的發明，這項技術將催生一系列的微設備，這些設備可以將人們日常生活中產生各項“震動”轉化成電能，如關門、上樓等。病毒自身可進入一個有序的薄膜中以驅動發電機工作，利用工程病毒來發電也為制造一些微型設備指明了一條更簡易的道路。在挑剔的納米技術世界里，自組裝是很受追捧的目標。

　　來自伯克利實驗室院物理生物科學部的科學家兼加州大學伯克利分校（UC Berkeley）生物工程學副教授李承旭（Seung-Wuk Lee）說，“我們還需要更多的研究，但是，我們的研究很有前途，這是邁出了第一步，可開發個人發電機、驅動器，用于納米器件以及其他設備，采用的是病毒電子裝置。”

　　李承旭和他的同事們想知道，病毒研究實驗室在全世界都有，是否可提供一種更好的辦法。 M13噬菌體（M13 bacteriophage）只攻擊細菌，對人體無害。因為是病毒，所以，它在幾個小時內就可以自我復制出數以百萬計，所以，總是有穩定的供應。很容易進行基因工程設計。數量龐大的桿狀病毒會自然地進行自我排列，形成整齊有序的薄膜，很像筷子整齊地對齊，碼放在盒子里。

　　

　　將輕薄與紙的發電機嵌入鞋底

　　科學家們進一步增強了這種系統，他們堆疊薄膜，這些薄膜包含單層病毒，彼此堆疊起來。他們發現，堆疊約20層，會產生最強的壓電效應。剩下唯一需要做的，就是示范試驗，所以，科學家制作了基于病毒的壓電能量發生器。他們創造條件，用遺傳工程設計病毒，使它們可自發組織，形成多層膜，尺寸約一平方厘米。這種薄膜隨后被夾在兩個鍍金電極之間，用電線連接到液晶顯示器。

　　壓力施加到發電機上時，會產生高達6納安的電流和400毫伏的電勢。這電流就足夠多，可以在屏幕上閃爍數字“1”，電壓大約是一節3A電池的四分之一。

　　李承旭說，“我們現在正在研究一些方法，以改善這種原理循證示范。” “因為有這種生物技術工具，就可以大規模生產轉基因病毒，這些壓電材料采用病毒，可提供一條簡單的途徑，制備未來的新型微電子裝置。”