科學(xué)家用3D打印制造的仿生蘑菇可以點(diǎn)亮LED燈

這可能聽起來(lái)像《愛(ài)麗絲漫游仙境》里的故事，但科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)造出一種可以發(fā)電的蘑菇。他們用3D打印的細(xì)菌和微小的電線覆蓋蘑菇，可以產(chǎn)生足夠的能量來(lái)點(diǎn)亮LED，科學(xué)家們說(shuō)，真菌的生長(zhǎng)提供了遮蔽物、水分和營(yíng)養(yǎng)，而其蓋子上的3d打印細(xì)菌通過(guò)光合作用提供能量。在細(xì)菌旁邊印刷的微小石墨烯條可以捕獲光合作用中微生物釋放的電子，產(chǎn)生生物電。

為了讓這種奇特的仿生蘑菇成為現(xiàn)實(shí)，班加羅爾的印度科學(xué)研究所領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際研究小組首次用3D技術(shù)打印出含有石墨烯的電子墨水。它們以分枝的形式裝配在活蘑菇的頂部。然后，科學(xué)家們?cè)谄渖w子上打印了一種生物墨水，這種墨水含有一種叫做藍(lán)藻細(xì)菌的細(xì)菌，呈螺旋狀附著在蓋子上。這與電子墨水在多處相交。

在這些點(diǎn)上，電子可以通過(guò)細(xì)菌的外膜轉(zhuǎn)移到石墨烯納米帶的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。在蘑菇上亮一盞燈，使藍(lán)藻細(xì)菌進(jìn)行光合作用。這產(chǎn)生了大約65納安培的電流。盡管這種電流不足以驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備，但研究人員表示，一系列仿生蘑菇可以產(chǎn)生足夠的電流來(lái)點(diǎn)亮LED。

由印度科學(xué)研究所的Sudeep Joshi領(lǐng)導(dǎo)的研究人員在發(fā)表在《納米快報(bào)》上的論文中寫道:“藍(lán)藻具有獨(dú)特的光合能量轉(zhuǎn)換能力，其無(wú)與倫比的內(nèi)部量子效率幾乎達(dá)到100%。”

研究人員寫道:“在超過(guò)25億年的進(jìn)化過(guò)程中，光合生物體產(chǎn)生了最有效的吸收入射光能量的天線系統(tǒng)。”研究人員目前正在研究利用該系統(tǒng)產(chǎn)生更高電流的方法。多年來(lái)，真菌被歸類為植物，或被誤認(rèn)為植物。直到1969年，它們才被正式授予自己的“王國(guó)”，與動(dòng)物和植物相區(qū)分開來(lái)，盡管它們的顯著特征早在那之前就被承認(rèn)了。

酵母菌、霉和霉菌都是真菌，還有許多在潮濕的森林環(huán)境中生長(zhǎng)并從死的或活的有機(jī)物中吸收養(yǎng)分的大型、蘑菇狀的有機(jī)體。與植物不同，真菌不進(jìn)行光合作用，它們的細(xì)胞壁缺乏纖維素。地質(zhì)學(xué)家在研究南非一個(gè)鉆探點(diǎn)采集的熔巖樣本時(shí)發(fā)現(xiàn)了地下800米(2600英尺)的氣泡化石。在2017年4月，他們透露他們相信找到了迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的真菌。研究人員在檢查從深埋地下的巖石鉆孔中采集的樣本時(shí)，發(fā)現(xiàn)了這種24億年前的微型生物。它們被認(rèn)為是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的真菌。

地球本身大約有46億年的歷史。它們可能是真核生物的最早證據(jù)，真核生物是生命的“超級(jí)王國(guó)”，包括植物、動(dòng)物和真菌，但不包括細(xì)菌。先前最早的真核生物——包括植物、動(dòng)物和真菌，但不包括細(xì)菌的“超級(jí)王國(guó)”——可以追溯到19億年前。這就使得這個(gè)樣本的年齡增加了5億年。

人們認(rèn)為真菌最早出現(xiàn)在陸地上，但這些新發(fā)現(xiàn)的生物生活在古老的海底并在海底繁衍。這一發(fā)現(xiàn)的年代表明，這些類真菌生物不僅生活在一個(gè)黑暗而空洞的世界里，沒(méi)有光線，而且它們也缺乏氧氣。

來(lái)源：前瞻網(wǎng)