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看着今年的奥运会可能延期的消息，回想起2008年北京奥运会，开幕式主题曲就是“油和米，心连心，共住地球村。” 说明油代表的能源问题，可能还排在米代表的粮食问题之前。
能源是个诅咒，缺乏能源处处受制于人，日本当年胆敢奇袭珍珠港狗急跳墙，也是为了打破能源禁运。然而能源丰富的地区，比如俄罗斯、伊朗、委内瑞拉、中东，由于财富获取高度垄断，统统走向了寡头管理，反而发展不起来创新经济。
人类从来没有放弃过对于能源自给自足的努力，从风能到太阳能，由于成本和稳定性等问题，虽然已有应用，但是还远远不及石油煤炭、核能还有水力。
2020年2月17日，美国马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校（University of Massachusetts, Amherst）团队在《自然》杂质发表《利用蛋白质纳米线在湿润的环境中发电》（Power generation from ambient humidity using protein nanowires）的论文，揭示一项纳米蛋白纤维在潮湿空气中发电技术横空出世，吸引了不少眼球。
故事从15年前说起，微生物学家Derek Lovley发现地杆菌能将电子从有机物质中转移到铁氧化物等金属类化合物中。这里的还原反应，就是给三价铁离子供应电子，把铁还原成二价亚铁或者直接变回铁金属。
按照我们正常的理解，要输电就要拉根电线，细菌上哪里去找铁丝和铜丝来做电线呢。后来发现，他们可以制造一种菌丝，分泌很多的蛋白质纳米线，产生微弱的电流。
图：蛋白质纳米线膜结构
科学家的兴趣是发现自然现象，工程师则关心如何利用手头资源解决现实问题。华人工程师JunYao和Xiaomeng Liu接过工作。
虽然每一根蛋白质纳米线电流微弱，但是聚沙成塔，只要把这些纳米线聚成一张密集的网，就可以产生相当可观的电流。实操了一下，他们在 7 微米厚的薄膜上产生约 0.5 伏的持续电压，电流密度约为每平方厘米 17 微安，最佳发电相对湿度是45%。苹果手机充电器是5V1A，功率也就5W。按照现在蛋白质纳米线膜的水平，适当串联和并联，就能冲进去一些电了。毕竟体积小，可操作空间大。
图：蛋白质纳米线膜发电检测
短期内他们的目标是，制造出一个智能手环这类随身电子设备能用的充电系统。
长期来看，这个技术要大规模应用还有一些工作需要完成：
01
优化蛋白纳米线的强度和耐久性，发现效率最高的形式
地杆菌不是唯一的，大自然是否还有更多选择，这就需要更大量蛋白基础结构研究。
02
提高蛋白纳米线生产效率
团队已经把地杆菌合成蛋白基因转到了更好培养的大肠杆菌里面，后续优化表达量即可。
03
储能与电池结合
因为空气湿度是个动态变量，导致蛋白纳米线膜产生电流不稳定，直接给电子设备充电会损伤电池。幸好这个领域解决方案和芯片已经有很多，挑选适配即可。
这个时代，是多学科交叉大爆发的时代，电气与计算机工程系、微生物学系、化学系、应用生命科学研究所及生物化学与分子生物学系联合给我们呈现了一个崭新的未来技术，希望他们加速产业化。
上海未来某一天，我们会撑着伞走到某个路边小店，问老板“买一包空气除湿贴”，然后缩在角落里给自己手机里面电池降一降湿度，充充电。青海甘肃那边的人，就没有这个烦恼，一边种哈密瓜一边用6G播放裸眼3D全息版本疯狂动物城3，无限续航。~~~脑洞太大，写科幻小说去了。
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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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