这块电池会自毁：灵感源自《碟中谍》的可生物降解电池

电子设备在现实中能否完全解体消失？宾汉姆顿大学Seokheun "Sean" Choi教授过去20年致力于研究一次性“纸基电子设备”，但制造这类所谓瞬态电子设备最困难的部分在于电池。

"瞬态电子设备可用于生物医学和环境应用，但它们必须以生物安全的方式解体，"电子与计算机工程系Thomas J. Watson工程与应用科学学院教员Choi表示。

"我们不希望体内残留有毒物质。这类设备称为生物可吸收电子设备。对于瞬态或生物可吸收电子设备，关键挑战在于电源——但大多数电源（如锂离子电池）都含有有毒材料。"

Choi及其学生研究团队从先前生物电池研究中汲取经验，将知识应用于新构思：在近期发表于Small期刊的论文中，他们展示了利用益生菌的潜力——这些活性微生物被摄入时有益健康，且对环境或人体无害。

2020届博士毕业生Maedeh Mohammadifar（Choi生物电子与微系统实验室成员）在宾汉姆顿大学就读期间研发了原始的可溶解微生物燃料电池。

"我们使用生物安全等级1的知名产电菌，因此是安全的——但不确定这些细菌释放到自然界会产生什么影响，"Choi说，"但每次在会议报告时，总有人问：'你们使用细菌？这能确保安全吗？'"

在读博士生Maryam Rezaie主导了最新研究，采用含15种益生菌的预制混合物。

"益生菌的安全性和生物相容性已有充分文献证明，但我们不确定这些益生菌是否具备产电能力，"Choi表示，"存在疑问，因此她进行了大量实验。"

他补充道，早期结果并不理想，但"我们并未放弃。通过设计更利于细菌附着的电极表面，采用聚合物和纳米颗粒从理论上增强益生菌的电催化行为并提升其效能。"

改性电极具备多孔粗糙结构，为细菌附着生长提供绝佳条件，从而提升了微生物的发电能力。在可溶解纸张上涂覆低pH敏感聚合物（意味着仅在酸性环境如污染区域或人体消化系统中激活），有效提高了输出电压和电池持续工作时间。

尽管发电量微弱，但Choi视这些实验为概念验证，供其本人及未来学生持续研究。

"还需开展其他研究，"他指出，"我们使用了混合益生菌，但希望单独研究哪些菌株携带额外产电基因，以及协同作用如何提升发电效率。此外，本次研究仅开发了单单元生物电池，我计划将其串联或并联以提高功率。"