这款电池会自毁：受《碟中谍》启发的可降解电池

电子设备能否在现实中分解消失？宾汉姆顿大学的崔硕宪（Sean Choi）教授过去20年一直在研究可弃置式"纸基电子"，但制造所谓瞬态电子最困难的部分在于电池。

"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教授崔硕宪表示。

"人体内部不能残留有毒物质。这类设备被称为生物可吸收电子。对于瞬态或生物可吸收电子而言，电源是核心挑战——但锂离子电池等大多数电源都含有有毒物质。"

崔硕宪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——这类活性微生物摄入后有益健康，且对环境与人体无害。

崔氏生物电子与微系统实验室毕业生、2020届博士马迪·穆罕默德法尔在宾汉姆顿大学就读期间，开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的常见产电菌，安全性有保障——但不确定这些细菌释放到自然界会怎样，"崔硕宪说，"每次在会议报告时，总有人质疑：'你们用细菌？能确保安全吗？'"

现任博士生玛丽亚姆·雷扎伊主导了最新研究，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有充分文献支持，但不确定其是否具备产电能力，"崔硕宪表示，"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增强益生菌的假设电催化性能，提升其活性。"

改性电极呈现多孔粗糙结构，为细菌附着生长提供理想条件，从而提升微生物的产电能力。在可溶解纸张上涂覆低pH敏感聚合物（意味着仅在污染区域或人体消化系统等酸性环境中激活），有效提高了输出电压和电池持续工作时间。

尽管仅产生少量电力，崔硕宪视这些实验为概念验证，供其本人及未来学生深化研究。

"还需开展其他研究，"他指出，"本次使用混合益生菌，但需单独解析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能。此外，当前研究仅开发了单单元生物电池，后续将通过串联或并联方式提高功率输出。"