细菌的新用途

提起发电，人们就会联想到水力、风力、火力、核能和太阳能发电等。其实，作为微生物的细菌，也能发电。

英国植物学家马克·皮特在1910年首先发现有几种细菌的培养液能够产生电流。于是他以铂作电极，放进大肠杆菌或普通酵母菌的培养液里，成功地制造出世界上第一个细菌电池。

1984年，美国设计出一种供遨游太空使用的细菌电池，其电极的活性物质是宇航员的尿液和活细菌，不过放电率极低。

直到本世纪80年代末，英国化学家彼得·彭托在细菌发电研究方面才取得了重大进展。他让细菌在电池组里分解电子，可获得2安培的电流，且能持续数月之久。

利用这种细菌发电原理，还可建立细菌发电站。计算表明，一个功率为1000千瓦的细菌发电站，仅需1000立方米体积的细菌培养液，即可维持其运转发电。而且这种电站是一种不污染环境的“绿色”电站，其运转产生的废物基本上是二氧化碳和水。

此后，各种细菌电池相继问世。有人设计出一种综合细菌电池，即由电池里的单细胞藻类首先利用太阳能将二氧化碳和水转化为糖，再让细菌自给自足地利用这些糖来发电。日本研制成的细菌电池则是将两种细菌放入电池的特制糖浆中，让一种细菌吞食糖浆产生醋酸和有机酸，而让另一种细菌将这些酸类转化成氢气，由氢气进入磷酸燃料电池发电。

人们还发现，细菌还具有捕捉太阳能并把它直接转化成电能的“特异功能”。最近，美国加利福尼亚大学和美国宇航局的科学家们在死海和大盐湖里找到一种嗜盐杆菌，它们含有一种紫色素，在其把所接受的大约10％的阳光转化成化学能时，即可产生电荷。

显然，细菌将会成为未来的能源“新星”，可以缓解人类能源枯竭之虞。

一种从火药散发的气体中得到滋养并能在黑暗中发光的细菌，不久将被用来帮助人们探测地雷。

美国科学家正在研究一种革命性的探测地雷的方法，他们打算利用会自然发光的细菌去寻找梯恩梯（TNT）——这种炸药存在于世界各地90％的地雷中。

在自然界，会发光的微生物早已存在，就像那些以TNT散发的氮和碳气为养料繁殖生长的菌系一样。美国萨瓦纳河技术中心正在寻找甚至创造一种具有上述两种特性的微生物。一旦发现这种微生物，就可将它们喷洒在整个地雷区，覆盖地雷的泥土中的细菌就会发光。据该中心的研究人员说，他们还在研究能清除放射性及其他有毒废物的细菌。

生物探测方法不仅可减少危险，而且为人们提供了一种相当经济的方法。制造一枚地雷的成本可能仅需3美元，而探测并清除它的费用却要300—1000美元。更何况自越南战争以来，塑制地雷的使用已使金属探测器一筹莫展。

利用生物探测的另一大优点是，这些细菌会自然生长繁殖，播种到某一特殊地区的细菌能永久持续发展。比如，一瓶装满经冷冻干燥处理的菌种，在一天内可滋生发展到装满55加仑的大桶。

自美国柯尔曼和恩凯尔博士从硫酸铜溶液中找到了“吃”矿石的微生物后，继而发现了氧化硫杆菌、氧化铁硫杆菌、氧化铁杆菌和氧化硫铁杆菌等多种微生物，它们都是富聚矿石中金属的能手。

美国科学家还将管子插入矿山地下1500多米深部，通过管子向矿层提供必要的生物液，微生物便迅速从矿石中将金属富聚出来，然后再将管道中的微生物回收获得金属。

1996年，美国海洋及大气管理局的科学家发现生活在胡安德卡海峡海水中的“太古微生物”也有富聚金属能力，有的还对几种金属有综合富聚能力，只要收集它们进行加工就能获得金、银、铂、铀、铜等20余种金属。法、英两国的科学家也在红海和帕戈斯海域深部找到了多种富聚金属的微生物，并获得了多种可贵的贵金属。

传统获得金属的方法要经过探矿、采矿和冶炼的复杂过程，微生物则将其合二为一，还可以综合回收多种金属，充分利用传统冶金废弃矿石。加拿大的科学家利用微生物从废弃矿石中获得了可贵的氧化铀、金、银、钽、铌等多种金属，从而极大地提高了矿石的利用率。

微生物还有净化环境、清除污染作用。前苏联切尔诺贝利核电站事故造成环境污染，使大量放射性核素存在于土壤中，若依靠自然清除需要几百年。科学家利用微生物把发生性核素变成液体，通过插入地下1000多米的管子把液体引向地下深部，过一定时候再回收液体加工获取铀，极大地提高了净化环境的速度。