研究人員開發(fā)壁紙生物太陽能電池板

研究人員將生活的藍藻和電路印在紙上，創(chuàng)造了一個二合一的太陽能生物電池和太陽能電池板。

藍藻是光合微生物，已在地球上存在數(shù)十億年。它們被認為是地球大氣富氧的主要原因。

現(xiàn)在，一個團隊已經(jīng)證明藍藻可以用作墨水，并以精確的圖案從噴墨打印機打印到導電碳納米管上，導電碳納米管也噴墨打印在紙上。研究小組表明，藍細菌在印刷過程中幸存下來并能夠進行光合作用，因此可以在100小時內(nèi)收獲少量電能。

以這種方式制造的生物太陽能電池板，大約是iPad的尺寸，可以為簡單的數(shù)字時鐘供電，在單獨的實驗中，可以為小型LED燈泡供電。

來自倫敦帝國理工學院，劍橋大學和中央圣馬丁學院的研究人員表示，他們的突破可能會導致新型電子設備由紙張和印刷的光合細菌制成。這些可包括集成到基于紙張的傳感器中的一次性電源，用于監(jiān)測患有糖尿病的患者或類似壁紙的裝置，但實際上是用于監(jiān)測家中空氣質(zhì)量的環(huán)境傳感器。

來自倫敦帝國理工學院化學工程系的合著者Marin Sawa博士說：“我們認為我們的技術可以有一系列應用，例如在環(huán)境中充當傳感器。想象一下紙質(zhì)一次性環(huán)境傳感器偽裝成壁紙，可以監(jiān)控家中的空氣質(zhì)量。當它完成工作后，它可以被移除并留在花園中進行生物降解而不會對環(huán)境產(chǎn)生任何影響。“

新型可再生能源

太陽能生物電池推動了對全球科學家目前正在開發(fā)的一種新型可再生能源技術的研究，稱為微生物生物光電(BPV)。它利用藍藻和其他利用光合作用的藻類的能力，利用水作為電子源將光能轉化為電流。

使用BPV從藍細菌等細胞中獲取能量的一個優(yōu)點是，它們可以在白天產(chǎn)生少量電力，即使在黑暗中也能從光中產(chǎn)生的分子產(chǎn)生電能。

該團隊表示，他們使用現(xiàn)成的噴墨打印機構建BPV的方法展示了一種可以輕松擴展技術的潛在方法，這可能為其更廣泛的使用鋪平道路。

倫敦帝國理工學院生命科學系研究的共同作者Andrea Fantuzzi博士說：“基于紙張的BPV并不是要取代傳統(tǒng)的太陽能電池技術用于大規(guī)模發(fā)電，而是可以使用建造一次性和可生物降解的電源。它們的低功率輸出意味著它們更適合需要少量和有限能量的設備和應用，例如環(huán)境傳感和生物傳感器。

新型紙質(zhì)傳感器

研究人員建議BPV可以用于完全由紙張制造的新形式的傳感器，這意味著它們更便宜，更具成本效益，對資源和環(huán)境的影響更小。

BPV的另一個例子表明該團隊屬于醫(yī)療保健行業(yè)。

Andrea Fantuzzi博士說：“與印刷電子和生物傳感器技術相結合的紙質(zhì)BPV可能會迎來一個基于紙張的一次性傳感器時代，它可以監(jiān)測糖尿病患者的血糖水平等健康指標。一旦進行了測量，該設備可以很容易地處理，對環(huán)境的影響很小，而且易于使用可以促進患者直接就業(yè)。此外，這種方法具有成本效益的潛力，也可以為發(fā)展中國家的使用鋪平道路。有限的醫(yī)療保健預算和資源壓力。“

下一步

目前基于紙張的BPV單元是手掌大小。下一步將看到團隊將他們的概念驗證擴展到A4尺寸，以確定更大規(guī)模的電力輸出。

劍橋大學生物化學系的共同作者Christopher Howe教授補充說：“這是一個令人興奮的概念驗證?，F(xiàn)在的挑戰(zhàn)是制作更強大，持久和穩(wěn)健的面板。 “