真菌作为真核生物，长期以来一直以其药用潜力吸引着人类，同时在我们的日常生活中发挥着重要作用，无论是作为美食中的食物还是作为病原体。例如，菌丝体已经在3D打印中用于制造扬声器或瓷砖等物体。因此这些微生物的用途非常广泛。最近，Empa的研究人员强调了蘑菇的一项新能力：发电潜力。这些3D打印真菌电池可能代表着朝着可持续电力供应迈出的重要一步！

作为Gebert Rüf Stiftung资助的一项为期三年的研究项目的一部分，研究人员开发出了一种由纤维素和木材制成的可生物降解的真菌电池，它通过电力而不是充电来运行。虽然这种3D打印真菌电池产生的能量有限，但仍足以为温度传感器供电数天。这使得它在农业领域或环境研究领域的应用特别有前景，特别是为位于偏远地区的传感器提供能源。

网格上印刷的电极包含电池阳极室中使用的蘑菇（图片来源：Empa）

但是3D打印真菌电池是什么？它是由什么制成的？实际上，它并不是传统的电池，而是微生物燃料电池。这意味着微生物和所有生物一样，将营养物质转化为能量。微生物燃料电池利用微生物的新陈代谢，以电能的形式捕获部分能量。此外，这种电池中使用的真菌发挥着互补的作用：在阳极有一种酵母菌，其新陈代谢会释放电子，而在阴极有一种白腐真菌，可以产生一种特定的酶。然后这种酶捕获电子并将其传导出细胞。与传统电池不同的是，这些蘑菇不是后来添加的，而是从一开始就是电池不可分割的一部分。

Empa研究员Carolina Reyes解释道：“这是我们首次将两种真菌结合在一起，创造出功能性燃料电池。”然后利用3D打印技术来制造这种真菌电池的组件。利用增材制造技术，研究人员能够设计电极来优化微生物获取营养物质的途径。为了实现这一点，蘑菇被加入到印刷油墨中，这个过程非常复杂。

“找到一种可以让蘑菇正常生长的材料已经很困难了。“此外，墨水必须易于挤出而不会损坏细胞，当然，它还必须具有导电性和可生物降解性，”纤维素和木材材料实验室负责人古斯塔夫·尼斯特罗姆（Gustav Nyström）说。利用活体材料并结合微生物学、材料科学和电气工程等不同领域是另一项重大挑战。卡罗莱纳·雷耶斯必须学习新技术并将其应用于3D打印油墨。利用之前在3D打印生物材料方面的经验，该团队开发出了一种合适的纤维素基墨水，真菌也可以将其用作营养来源。这会导致电池在使用后性能下降。然而，理想的营养来源仍然是糖，必须补充给细胞。“真菌电池可以干燥储存，只需添加水和营养物质即可在现场激活，”卡罗莱纳·雷耶斯说。

3D打印真菌电池的主要优点是无毒性和可生物降解性，这为其未来在各个领域的应用铺平了道路。研究人员的目标是提高电池的性能和寿命，同时探索使用其他类型的蘑菇。

编译整理：3dnatives

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