電，早已成為我們生活中不可或缺的重要組成部分，特別是在21世紀(jì)的今天。然而，正是這種“司空見慣”的資源，在世界其他很多地方卻不可多得。
位于加勒比海伊斯帕尼奧拉島西部的海地，是西半球電氣化程度最低的國家，這里的部分居民每月需要花費(fèi)約10美元購買蠟燭和煤油，作為家庭照明的主要來源。
在印度，很多居民需要支付額外費(fèi)用，才能通過汽車電池為手機(jī)充電；在非洲，日光仍然是數(shù)百萬當(dāng)?shù)鼐用竦闹饕彰鞣绞健６鵀榱藵M足電力需求，一些太平洋島嶼不得不使用柴油發(fā)電機(jī)。
盡管聯(lián)合國制定了“到2030年完成全球電力覆蓋”的目標(biāo)，也提供了政治上的推動力，但現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)依然艱巨。
2012年，國際能源署（IEA）發(fā)布的一份分析報(bào)告指出，在現(xiàn)有發(fā)展模式下，全球缺電人口比例將從2010年的19%降至2030年的12%。這意味著即使到2030年，仍將有近10億人生活在黑暗中。同時IEA還指出，要實(shí)現(xiàn)全球電力覆蓋的目標(biāo)，目前規(guī)劃的每年140億美元的投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須要增加到每年490億美元。而即便是集中式電網(wǎng)，也僅能覆蓋30%的偏遠(yuǎn)地區(qū)。
幫助偏遠(yuǎn)地區(qū)找尋電力的探索道阻且長。
新技術(shù)帶來新希望
最近，研究人員開發(fā)出了一種新型電燈，為偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們帶來了希望。
秘魯利馬工程技術(shù)大學(xué)的研究人員最新開發(fā)出一種技術(shù)，能捕捉從植物中釋放出來的電能。
研究人員Robby Berman解釋了這個過程：植物中的營養(yǎng)素遇到了埋在泥土中被稱為‘地桿菌’的微生物，相遇過程中會釋放出電子，其中的電極可以被捕獲并加以利用，并能將植物營養(yǎng)物轉(zhuǎn)化為電子能量。為此，研究人員將其稱之為“植物燈”。
如今，研究人員已經(jīng)研制出了10款試驗(yàn)植物燈，并將它們捐贈給位于秘魯偏僻地區(qū)Nuevo Saposoa的居民。該村莊位于Ucayali的熱帶雨林中，是秘魯通電率最低的地區(qū)。盡管廣袤的熱帶雨林是致使該村無法通電的部分原因，但該地區(qū)數(shù)量眾多的植被同時也是制造更多植物電燈的絕佳資源。
據(jù)秘魯利馬工程技術(shù)大學(xué)的工程師Elmer Ramirez介紹，（在）每一款植物電燈（木盆中）已經(jīng)事先安裝好了受保護(hù)的灌溉系統(tǒng)。然后再將植物和土壤放入木盆，隨后在盆內(nèi)放入發(fā)電系統(tǒng)，其中的電極和土壤能夠?qū)⒅参镏械臓I養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為電能。
對于Nuevo Saposoa和其他缺醫(yī)少藥的居民區(qū)而言，這絕不僅僅是一個杰出的生物工程，更是一個非常現(xiàn)實(shí)的需要。
Berman表示，在秘魯Nuevo Saposoa和Pucallpa的熱帶雨林村莊里是有電網(wǎng)的，但是自從去年三月的洪水暴發(fā)后，電纜遭受到了嚴(yán)重的損壞，已經(jīng)無法工作了。因此，日落就意味著“熄燈”。
對于這些教育并不發(fā)達(dá)的熱帶雨林的社區(qū)來說，這是很現(xiàn)實(shí)的問題。在這里，只有30%的人接受過中等教育，而有將近15%的人是文盲。電能的缺失，給社區(qū)有孩子的家庭帶來了大麻煩：沒有電，孩子們該如何學(xué)習(xí)？除非他們使用煤油燈提供照明，但是這種方法既不利于健康又有危險(xiǎn)。
“植物燈”每日可發(fā)光兩小時，以低能耗提供明亮的LED燈光。或許兩小時的電力微不足道，但對于平時只能依靠日光及煤油燈取得光源的Nuevo Saposoa的居民來說，“植物燈”顯然是方便又安全的。
在Berman看來，秘魯利馬工程技術(shù)大學(xué)的這項(xiàng)創(chuàng)新帶有人道主義的精神。因?yàn)檫@些地區(qū)電能的匱乏，對社會、教育、家庭的發(fā)展都將產(chǎn)生重大的影響。科研人員想盡辦法進(jìn)行創(chuàng)新，正是為了改善人們的生活環(huán)境，提高家庭的生活質(zhì)量。
如果“植物燈”能夠取得成功，它們的吸引力不會僅僅局限于熱帶雨林社區(qū)。誰不想要一盆可以減少他們電費(fèi)的室內(nèi)植物呢？
電子微生物
實(shí)際上，“植物燈”之所以能夠提供電能，都是地桿菌在起作用。
地桿菌是一種生活在土壤中的細(xì)菌，也是一種非常重要的異化Fe（Ⅲ）還原菌，廣泛分布于Fe（Ⅲ）還原環(huán)境，如淡水沉積物、有機(jī)物或重金屬污染的地下水沉積層等，具有重要的生物修復(fù)功能。
十多年前，美國馬薩諸塞大學(xué)阿姆赫斯特分校的微生物學(xué)家Derek Lovley及其同事提出，地桿菌屬微生物能夠產(chǎn)生細(xì)微的電流導(dǎo)線（即微生物納米導(dǎo)線）。但這一科學(xué)假設(shè)長期陷入爭論和質(zhì)疑之中。
不過，他們最新的研究已經(jīng)證實(shí)了地桿菌可以導(dǎo)電。Lovley研究團(tuán)隊(duì)用靜電驅(qū)動顯微鏡（EFM）證明，電荷確實(shí)會沿著微生物的納米導(dǎo)線蔓延，正如電子能在高導(dǎo)電性人工材料碳納米管中流動一樣。這就意味著從理論上來說，地桿菌屬微生物可以像納米線一樣傳輸電力。
除了發(fā)電外，地桿菌因?yàn)榫邆湎穹派湫晕镔|(zhì)一樣的代謝能力也備受科研人員的關(guān)注。可以說，地桿菌是生物技術(shù)中“最有才”的微生物之一。2009年，美國《時代》雜志稱其為“電子微生物”，并將其列為當(dāng)年50項(xiàng)最佳發(fā)明之一。
盡管秘魯利馬工程技術(shù)大學(xué)的研究人員并不是第一個利用地桿菌的，但是他們研發(fā)的“植物燈”確實(shí)為偏遠(yuǎn)地區(qū)人們提供了燈光的再生能源，為他們的可持續(xù)生活貢獻(xiàn)了力量。■