这款电池会自毁：受《碟中谍》启发的可生物降解电池

电子器件是否能在现实生活中完全分解消失？宾厄姆顿大学Seokheun "Sean" Choi教授在过去20年里致力于研究一次性"纸基电子器件"，但制造所谓瞬态电子器件的最大难点在于电池。

"瞬态电子器件可应用于生物医学和环保领域，但它们必须以生物安全的方式分解，"Thomas J. Watson工程与应用科学学院电气与计算机工程系教员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器件。对于瞬态或生物可吸收电子器件，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：在最近发表于《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。

宾厄姆顿大学校友玛迪·穆罕默迪法尔博士（2020届）在就读期间，于Choi的生物电子与微系统实验室开发了首款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何种影响，"Choi说，"但每次在会议报告时，总有人质疑：'你们在用细菌？这能确保安全吗？'"

现任博士生玛丽亚姆·雷扎伊领导的最新研究采用预混合的15种益生菌组合。

"益生菌的安全性和生物相容性已有充分文献支持，但我们不确定这些益生菌是否具备产电能力，"Choi解释道，"为此疑问她进行了大量实验验证。"

他补充说，初期结果并不理想，"但我们并未放弃。通过工程化改造电极表面——采用聚合物和纳米颗粒增强益生菌的电催化行为——理论上可提升其性能。"

改性电极呈现多孔粗糙结构，为细菌附着生长提供优越条件，从而增强了微生物的产电能力。在可溶解纸质基底上涂覆低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），提升了电池的电压输出和工作时长。

尽管目前发电量微弱，Choi视此实验为概念验证，可供其本人及未来学生持续优化。

"仍需开展更多研究，"他指出，"当前使用混合益生菌，但需单独探究哪些菌株携带特殊产电基因，以及协同作用如何提升发电效能。此外，本次研究仅开发了单单元生物电池，后续拟通过串联或并联连接来增强功率输出。"