科学家展示了细菌如何为微型机器提供动力

一组科学家已经证明了如何利用细菌的自然运动来组装和驱动微观的 “风电场”-或其他人造微型机器，例如智能手机组件。

牛津大学的科学家通过计算机模拟证明，可以组织密集的活性物质 (例如细菌) 的混沌蜂拥而至，以转动圆柱形转子并提供稳定的动力来源。

“社会的许多能源挑战都在千兆瓦的规模上，但也有一些是彻头彻尾的微观挑战。为微型机器产生少量能量的一种潜在方法可能是直接从生物系统 (如细菌悬浮液) 中获取能量，”研究合著者泰勒·申德鲁克 (Tyler Shendruk) 说。

研究结果最近发表在《科学进展》杂志上。[相关帖子]

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游泳细菌通常过于混乱，无法从中提取任何有用的力量。但是，当研究小组将64个对称微转子的晶格浸入致密的细菌悬浮液中时，细菌自发地组织起来，使相邻的转子开始向相反的方向旋转-一种简单的结构组织，让人联想到风电场。

“令人惊讶的是，我们不必预先设计微观齿轮形涡轮机。转子只是自组装成一种细菌风电场，“申德鲁克说。

“当我们在细菌湍流中用单个转子进行模拟时，它只是被随机踢了一下。但是，当我们将一系列转子放入活液中时，它们突然形成了规则的模式，相邻的转子向相反的方向旋转，”他补充说。

在微观尺度上，模拟表明，由生物组件产生的流动能够重组自身，从而产生持续的机械动力来旋转微转子阵列，从而可以利用该机械动力为微型机器提供动力。