想象一種裝置，放置在你屋子的某個地方，你的所有家電和照明設(shè)備都和它連在一起，你不用再投入任何金錢和材料，然后你家里就會有24小時持續(xù)供應(yīng)的電能了，不管有沒有刮風(fēng)下雨，不管有沒有出太陽，只要周圍空氣不枯竭你就有電。這個裝置你會叫它什么？永動機(jī)？

世界上沒有永動機(jī)，但上面描述的裝置確實存在，剛剛由馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的電氣工程師姚軍（Jun Yao）及其團(tuán)隊發(fā)明出來，被稱為空氣發(fā)電機(jī)（Air-gen），只是目前產(chǎn)生的電能還極為有限。

Air-gen并不是永動機(jī)，它只是利用了我們看不見的東西——空氣中的水分梯度來產(chǎn)生電能。

團(tuán)隊的另一位核心人物，微生物學(xué)家德里克·洛夫利在30多年前就發(fā)現(xiàn)，一種地桿菌屬（Geobacter）的微生物可以生成導(dǎo)電的蛋白質(zhì)納米線，此后就一直研究如何讓其產(chǎn)生實際的應(yīng)用。經(jīng)過多年努力后，科學(xué)家們將地桿菌制成7微米厚的蛋白質(zhì)納米線薄膜，裝上兩個電極，暴露在空氣中后，納米線薄膜能夠吸收空氣中的水蒸氣，在兩個電極之間傳導(dǎo)連續(xù)的電流，從而在器件上產(chǎn)生了電壓梯度。

研究人員認(rèn)為，電荷可能是由水分梯度產(chǎn)生的，水分梯度可以在納米線材料中形成質(zhì)子的傳輸，從而產(chǎn)生恒定電場或者類似于生物系統(tǒng)中的靜息電位。目前該裝置已經(jīng)能夠產(chǎn)生0.5伏的持續(xù)電壓，電流密度約為每平方厘米17微安。

看起來似乎有些微不足道，但研究人員表示，將多個設(shè)備連接起來后，就可以產(chǎn)生足夠的電力，為智能手機(jī)和其它小型電子設(shè)備充電，而且在撒哈拉這樣干燥的沙漠地區(qū)都能夠使用。未來可以將蛋白質(zhì)納米線材料結(jié)合墻面涂料，制成大型的空氣發(fā)電系統(tǒng)，從而為清潔能源做出更大的貢獻(xiàn)。最可喜的是，科學(xué)家們已經(jīng)可以用大腸桿菌來生產(chǎn)蛋白質(zhì)納米線薄膜，解決了生產(chǎn)瓶頸，從而能夠提供更廉價的解決方案。

如果能夠成功，這項裝置看來已經(jīng)非常接近“永動機(jī)”了，完全可以說是“不是永動機(jī)的永動機(jī)”。只是僅僅利用空氣中的水分梯度，單位面積產(chǎn)生的電能可能還是太小，不知道需要多大面積的“空氣發(fā)電機(jī)”，才能為越來越“饕餮”的人類能源消耗提供足夠的電力？

這篇論文的首個版本2020年2月發(fā)布在《自然》雜志上。