来源: 时间:2022-01-31 20:35:00
牛津大学的一组科学家展示了如何利用细菌的自然运动来组装和驱动微观 “风电场” 或其他人造微型机器,如智能手机组件。
该研究使用计算机模拟来证明,可以组织密集的活性物质 (例如细菌) 的混沌群效应来转动圆柱形转子并提供稳定的电源。
研究人员说,这些生物驱动的发电厂有朝一日可能会成为微型人造设备的微观引擎,这些设备是自组装和自供电的,从光学开关到智能手机麦克风,应有尽有。
合著者泰勒·申德鲁克博士说: “社会的许多能源挑战都在千兆瓦的规模上,但也有一些是彻头彻尾的微观挑战。为微型机器产生少量能量的一种潜在方法可能是直接从生物系统 (如细菌悬浮液) 中获取能量。
密集的细菌悬浮液是自发流动的活性流体的典型例子。虽然游泳细菌能够成群结队并驱动无序的生命流动,但它们通常过于混乱,无法从中提取任何有用的力量。
但是,当研究小组将64个对称微转子的晶格浸入这种活性流体中时,科学家发现细菌自发地组织起来,使相邻的转子开始向相反的方向旋转-一种简单的结构组织,让人联想到风电场。
Shendruk补充说: “令人惊讶的是,我们不必预先设计微观齿轮形涡轮机。转子只是自组装成一种细菌风电场。“
资深作者朱莉娅·约曼斯 (Julia Yeomans) 指出: “大自然在创造微型引擎方面非常出色,如果我们能理解如何利用类似的设计,就有巨大的潜力。”
这项研究发表在《科学进展》杂志上。
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