益生菌驱动的可溶性电池在酸性环境中激活，不会留下有毒残留物

在《碟中谍》系列电影中，汤姆·克鲁斯饰演的超级间谍伊桑·亨特接到上级的命令，使用各种设备在五秒钟内自毁。电子产品在现实生活中会分解成什么吗？宾汉姆顿大学教授Seokheun“Sean”Choi在过去20年里研究了一次性“纸电子学”，但制造所谓的瞬态电子产品最困难的部分是电池。“瞬态电子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分解，”托马斯·J·沃森工程与应用科学学院电气与计算机工程系的教员Choi说。“你不想在体内有有毒残留物。这种设备被称为生物可吸收电子设备。对于瞬态或生物可吸收的电子设备，关键的挑战是电源，但大多数电源，如锂离子电池，都含有有毒物质。”Choi和他的学生研究团队从之前对生物电池的研究中吸取了教训，并将这些知识应用于一个新想法。这是因为。

在《Small》杂志上发表的一篇论文中，他们展示了使用益生菌的潜力——益生菌是一种活微生物，摄入后对健康有益，但对环境或人类无害。

Maedeh Mohammadifar博士毕业于Choi的生物电子学和微系统实验室，她在宾汉姆顿大学学习期间开发了最初的可溶性微生物燃料电池。Choi说：“我们使用了众所周知的发电细菌，它在生物安全级别1内，因此是安全的，但我们不确定如果这些细菌释放到自然界中会发生什么。”。“但每当我在会议上做演讲时，人们都会问：‘那么，你在使用细菌？我们能安全地使用它吗？’”

现任博士生Maryam Rezaie领导了一项使用15种益生菌预制混合物的最新研究。Choi说：“有充分的证据表明益生菌是安全和生物相容的，但我们不确定这些益生菌是否具有发电能力。”。“有一个问题，所以她做了很多实验。”

他补充道，早期的结果证明是没有希望的，但“我们没有放弃。我们设计了一种可能比细菌更好的电极表面，使用聚合物和一些纳米粒子来假设改善益生菌的电催化行为，并增强它们的电催化能力。”

在可溶解的纸张上涂上低pH值敏感的聚合物——这意味着它只能在酸性环境中工作，如污染区域或人类消化系统——增加了电压输出和电池的工作时间。

尽管它们只产生了少量的能量，但Choi将这些实验视为他和未来学生的概念证明。

“必须进行其他研究，”他说。“我们使用了益生菌混合物，但我想单独研究哪些益生菌具有额外的电基因，以及协同作用如何提高发电量。此外，在这项研究中，我们开发了一个单一的生物电池单元。我想串联或并联接触它们以提高功率。”