牛津大學(xué)的科學(xué)家們向人們展示了細(xì)菌的自然活動(dòng)是如何被利用來裝配進(jìn)而為微觀風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)提供能量的，或?yàn)槠渌嗽斓奈⑿蜋C(jī)械，如手機(jī)部件供電。 這一研究已 經(jīng)發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，利用計(jì)算機(jī)模擬來展示密集的活性物質(zhì)，如細(xì)菌等的無秩序的云集效應(yīng)可以被組織起來，來推動(dòng)隱極轉(zhuǎn)子，提供穩(wěn)定的能量來源。
研究人員稱，這些生物推動(dòng)的發(fā)電機(jī)以后看發(fā)展成為微型人造設(shè)備供電的微型電機(jī)，這些設(shè)備就可以自我組裝自我供電了，從光開關(guān)到手機(jī)話筒。
文章作者之一牛津大學(xué)物理學(xué)系的Tyler Shendruk博士稱，很多社會(huì)的能量挑戰(zhàn)都在千兆瓦級(jí)，但是有些卻完全是微觀的。一個(gè)可能的方式來為微型機(jī)械生成微量電力的方法可能就是直接從生物系統(tǒng)，如細(xì)菌懸浮液中獲取。
稠密的細(xì)菌懸浮液是典型的可以自主流動(dòng)的活性流體。既然游動(dòng)的細(xì)菌可以游動(dòng)，可以推動(dòng)混亂無序的生命流動(dòng)，那么它們正常情況下是過于無序而無法從中提取有用的能量。
但是，當(dāng)牛津研究團(tuán)隊(duì)向這種活性流體中浸入由64個(gè)對(duì)稱的微型轉(zhuǎn)子時(shí)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這些細(xì)菌自發(fā)地在鄰近轉(zhuǎn)子周圍組織起來，開始沿相反方向旋轉(zhuǎn)，這是一種簡單的老式風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的結(jié)構(gòu)。
Shendruk博士補(bǔ)充道，有意思的是我們不需要預(yù)先設(shè)計(jì)微型齒輪形的渦輪機(jī)。這些轉(zhuǎn)子會(huì)自己組裝稱一個(gè)細(xì)菌風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。當(dāng)我們用單轉(zhuǎn)子在細(xì)菌湍流中進(jìn)行模擬時(shí)，它只會(huì)被隨機(jī)趕來趕去。但是，我們向活性流體中放入一組轉(zhuǎn)子時(shí)，它們就會(huì)突然形成一個(gè)規(guī)律的模式，相鄰的轉(zhuǎn)子向相反方向旋轉(zhuǎn)。
作者之一牛津大學(xué)物理學(xué)系的Amin Doostmohammadi博士稱，可以從這些微生物系統(tǒng)中獲得微量機(jī)械工作的能力是很有價(jià)值的，因?yàn)樗鼈儾恍枰斎肽芰浚涂梢岳脙?nèi)部的生物化學(xué)過程來進(jìn)行。
在微觀上，我們的模擬顯示生物程序集產(chǎn)生的流動(dòng)可以將自己重新組織，從而可以產(chǎn)生持久穩(wěn)定的機(jī)械能力來使一組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。
作者之一牛津大學(xué)物理學(xué)系的Julia Yeomans博士稱，大自然在創(chuàng)造微型發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)是非常絕妙的，如果我們能了解如何開發(fā)類似的設(shè)計(jì)，前景是非常廣闊的。
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