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太陽能電池是可再生能源的主要來源，但其生產(chǎn)對環(huán)境有很大的影響。就像許多事情一樣，我們可以從大自然中獲得關(guān)于如何改進(jìn)我們自己設(shè)備的線索，在這種情況下，從陽光中獲得能量的光合細(xì)菌可以被用于微生物燃料電池。

在新的研究中，EPFL團(tuán)隊(duì)通過插入碳納米管--微小的卷起的石墨烯片，一種著名的導(dǎo)電材料，給這些細(xì)菌帶來了動力。裝有納米管的細(xì)菌能夠從相同數(shù)量的陽光中產(chǎn)生比它們的非編輯對應(yīng)物多15倍的電力。

研究小組說，將納米管放入細(xì)菌內(nèi)部并非易事，但他們通過用帶正電的蛋白質(zhì)裝飾其表面來實(shí)現(xiàn)。這將它們吸引到細(xì)菌的外膜上，而細(xì)菌的外膜是帶負(fù)電的。它在兩種細(xì)菌中起作用，即具有非常不同形狀的Synechocystis和Nostoc。

但也許最有趣的部分是，當(dāng)細(xì)菌分裂時，它們會將碳納米管傳遞給新細(xì)胞。然而，這確實(shí)隨著時間的推移而減少，因?yàn)樘技{米管的濃度在越來越多的細(xì)胞之間分散，但這是一個有趣的概念證明，該團(tuán)隊(duì)稱之為“遺傳納米仿生學(xué)”。

該研究的通訊作者Ardemis Boghossian教授說：“這就像擁有一個人造肢體，使你的能力超出了你能自然實(shí)現(xiàn)的范圍。而現(xiàn)在想象一下，你的孩子在出生時可以從你那里繼承它的特性。我們不僅向細(xì)菌傳授了這種人工行為，而且這種行為也被它們的后代所繼承。這是我們第一次展示遺傳納米仿生學(xué)。”

該團(tuán)隊(duì)說，除了生產(chǎn)新的光伏設(shè)備外，這種插入碳納米管的技術(shù)還可以用于監(jiān)測細(xì)菌的內(nèi)部運(yùn)作，或用于追蹤群體中各代人之間的血統(tǒng)。

該研究發(fā)表在《自然-納米技術(shù)》雜志上。