牛津大學(xué)的科學(xué)家們向人們展示了細菌的自然活動是如何被利用來裝配進而為微觀風(fēng)力發(fā)電場提供能量的，或為其他人造的微型機械，如手機部件供電。
這一研究已經(jīng)發(fā)表在《科學(xué)進展》雜志上，利用計算機模擬來展示密集的活性物質(zhì)，如細菌等的無秩序的云集效應(yīng)可以被組織起來，來推動隱極轉(zhuǎn)子，提供穩(wěn)定的能量來源。
研究人員稱，這些生物推動的發(fā)電機以后看發(fā)展成為微型人造設(shè)備供電的微型電機，這些設(shè)備就可以自我組裝自我供電了，從光開關(guān)到手機話筒。
文章作者之一牛津大學(xué)物理學(xué)系的Tyler Shendruk博士稱，很多社會的能量挑戰(zhàn)都在千兆瓦級，但是有些卻*是微觀的。一個可能的方式來為微型機械生成微量電力的方法可能就是直接從生物系統(tǒng)，如細菌懸浮液中獲取。
稠密的細菌懸浮液是典型的可以自主流動的活性流體。既然游動的細菌可以游動，可以推動混亂無序的生命流動，那么它們正常情況下是過于無序而無法從中提取有用的能量。
但是，當(dāng)牛津研究團隊向這種活性流體中浸入由64個對稱的微型轉(zhuǎn)子時，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這些細菌自發(fā)地在鄰近轉(zhuǎn)子周圍組織起來，開始沿相反方向旋轉(zhuǎn)，這是一種簡單的老式風(fēng)力發(fā)電場的結(jié)構(gòu)。
Shendruk博士補充道，有意思的是我們不需要預(yù)先設(shè)計微型齒輪形的渦輪機。這些轉(zhuǎn)子會自己組裝稱一個細菌風(fēng)力發(fā)電場。當(dāng)我們用單轉(zhuǎn)子在細菌湍流中進行模擬時，它只會被隨機趕來趕去。但是，我們向活性流體中放入一組轉(zhuǎn)子時，它們就會突然形成一個規(guī)律的模式，相鄰的轉(zhuǎn)子向相反方向旋轉(zhuǎn)。
作者之一牛津大學(xué)物理學(xué)系的Amin Doostmohammadi博士稱，可以從這些微生物系統(tǒng)中獲得微量機械工作的能力是很有價值的，因為它們不需要輸入能量，就可以利用內(nèi)部的生物化學(xué)過程來進行。
在微觀上，我們的模擬顯示生物程序集產(chǎn)生的流動可以將自己重新組織，從而可以產(chǎn)生持久穩(wěn)定的機械能力來使一組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
作者之一牛津大學(xué)物理學(xué)系的Julia Yeomans博士稱，大自然在創(chuàng)造微型發(fā)動機時是非常絕妙的，如果我們能了解如何開發(fā)類似的設(shè)計，前景是非常廣闊的。