讀天書說人話，換個角度聊熱點。大家好，我是喵咖。
看著今年的奧運會可能延期的消息，回想起2008年北京奧運會，開幕式主題曲就是“油和米，心連心，共住地球村。” 說明油代表的能源問題，可能還排在米代表的糧食問題之前。
能源是個詛咒，缺乏能源處處受制於人，日本當年膽敢奇襲珍珠港狗急跳牆，也是為了打破能源禁運。然而能源豐富的地區，比如俄羅斯、伊朗、委內瑞拉、中東，由於財富獲取高度壟斷，統統走向了寡頭管理，反而發展不起來創新經濟。
人類從來沒有放棄過對於能源自給自足的努力，從風能到太陽能，由於成本和穩定性等問題，雖然已有應用，但是還遠遠不及石油煤炭、核能還有水力。
2020年2月17日，美國馬薩諸塞大學阿姆赫斯特分校（University of Massachusetts, Amherst）團隊在《自然》雜質發表《利用蛋白質納米線在溼潤的環境中發電》（Power generation from ambient humidity using protein nanowires）的論文，揭示一項納米蛋白纖維在潮溼空氣中發電技術橫空出世，吸引了不少眼球。
故事從15年前說起，微生物學家Derek Lovley發現地桿菌能將電子從有機物質中轉移到鐵氧化物等金屬類化合物中。這裡的還原反應，就是給三價鐵離子供應電子，把鐵還原成二價亞鐵或者直接變回鐵金屬。
按照我們正常的理解，要輸電就要拉根電線，細菌上哪裡去找鐵絲和銅絲來做電線呢。後來發現，他們可以製造一種菌絲，分泌很多的蛋白質納米線，產生微弱的電流。
圖：蛋白質納米線膜結構
科學家的興趣是發現自然現象，工程師則關心如何利用手頭資源解決現實問題。華人工程師JunYao和Xiaomeng Liu接過工作。
雖然每一根蛋白質納米線電流微弱，但是聚沙成塔，只要把這些納米線聚成一張密集的網，就可以產生相當可觀的電流。實操了一下，他們在 7 微米厚的薄膜上產生約 0.5 伏的持續電壓，電流密度約為每平方釐米 17 微安，最佳發電相對溼度是45%。蘋果手機充電器是5V1A，功率也就5W。按照現在蛋白質納米線膜的水平，適當串聯和並聯，就能衝進去一些電了。畢竟體積小，可操作空間大。
圖：蛋白質納米線膜發電檢測
短期內他們的目標是，製造出一個智能手環這類隨身電子設備能用的充電系統。
長期來看，這個技術要大規模應用還有一些工作需要完成：
01
優化蛋白納米線的強度和耐久性，發現效率最高的形式
地桿菌不是唯一的，大自然是否還有更多選擇，這就需要更大量蛋白基礎結構研究。
02
提高蛋白納米線生產效率
團隊已經把地桿菌合成蛋白基因轉到了更好培養的大腸桿菌裡面，後續優化表達量即可。
03
儲能與電池結合
因為空氣溼度是個動態變量，導致蛋白納米線膜產生電流不穩定，直接給電子設備充電會損傷電池。幸好這個領域解決方案和芯片已經有很多，挑選適配即可。
這個時代，是多學科交叉大爆發的時代，電氣與計算機工程系、微生物學系、化學系、應用生命科學研究所及生物化學與分子生物學系聯合給我們呈現了一個嶄新的未來技術，希望他們加速產業化。
上海未來某一天，我們會撐著傘走到某個路邊小店，問老闆“買一包空氣除溼貼”，然後縮在角落裡給自己手機裡面電池降一降溼度，充充電。青海甘肅那邊的人，就沒有這個煩惱，一邊種哈密瓜一邊用6G播放裸眼3D全息版本瘋狂動物城3，無限續航。~~~腦洞太大，寫科幻小說去了。
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1，Power generation from ambient humidity using proteinnanowires https://www.nature.com/articles/s41586-020-2010-9
2，Power generation from ambient humidity using proteinnanowires https://www.crown.co.za/images/Latest_news_2020/mechchem-africa/Power_generation_from_ambient_humidity_using_protein_nanowires.pdf
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