这款电池会自毁：受《碟中谍》启发的可生物降解电源

电子产品在现实生活中能否彻底分解消失？宾厄姆顿大学Seokheun "Sean" Choi教授在过去20年里致力于研究可废弃的"纸质电子器件"，但制造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，但其必须以生物安全的方式分解，"Choi说道，他是托马斯·J·沃森工程与应用科学学院电气与计算机工程系的教员。

"人们绝不希望体内残留有毒物质。这类设备被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，电源是关键挑战——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，将知识应用于新构想：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——这些活性微生物摄入后有益健康，且对环境或人体无害。

Maedeh Mohammadifar博士（2020届毕业）在宾厄姆顿大学就读期间，于Choi的生物电子与微系统实验室开发了初代可溶解微生物燃料电池。

"我们采用了生物安全等级1的知名发电菌，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表示，"但每次我在会议报告时，总有人问：'你们在使用细菌？这能确保安全吗？'"

现任博士生Maryam Rezaie主导了最新研究，采用预混合的15种益生菌配方。

"益生菌的安全性和生物相容性已获充分证实，但我们不确定这些益生菌是否具备发电能力，"Choi解释道，"为解决这个疑问，她进行了大量实验。"

他补充道，初期结果并不理想，但"我们没有放弃。通过在电极表面进行工程改造——采用聚合物和纳米颗粒修饰以提升益生菌的电催化行为并增强其性能——理论上优化了细菌附着环境。"

改性后的电极具有多孔粗糙结构，为细菌附着生长提供了优越条件，从而增强了微生物的发电能力。在可溶解纸上涂覆低pH敏感聚合物（意味着其仅在酸性环境如污染区域或人体消化系统中激活），有效提升了电池的电压输出和工作时长。

尽管仅产生微量电能，Choi将这些实验视为概念验证，为自身及未来学生的深入研究奠定基础。

"还需开展更多研究，"他指出，"当前采用混合益生菌，但我计划逐一探究哪些菌株携带特殊电基因，以及协同相互作用如何提升发电效能。此外，本次研究仅构建了单单元生物电池，后续将通过串联或并联连接方式提升功率输出。"