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  蒸發(fā)是一種強(qiáng)大的自然力量，可以在很遠(yuǎn)的距離內(nèi)將水提取并轉(zhuǎn)移到海洋和山頂。生物系統(tǒng)利用蒸發(fā)的能量的規(guī)模較小，例如，小麥等利用蒸發(fā)來(lái)釋放花粉，松果利用蒸發(fā)來(lái)釋放種子。

  最近，科學(xué)家利用改造的細(xì)菌孢子和聚合物制備出一種利用蒸汽動(dòng)力運(yùn)動(dòng)和發(fā)電的復(fù)合材料。

  通過(guò)利用環(huán)境中的水蒸發(fā)來(lái)收獲能源，研究人員展示了水氣界面的自激活發(fā)電的發(fā)動(dòng)機(jī)。這種蒸汽動(dòng)力引擎可以作為動(dòng)力機(jī)械系統(tǒng)、傳感器等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)器。
  
  生物的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)利用蒸發(fā)的水在納米尺度的部分依靠纖維作機(jī)械功，以應(yīng)對(duì)環(huán)境濕度的變化。這種能量轉(zhuǎn)換過(guò)程在人造系統(tǒng)上的應(yīng)用是十分困難的。原因之一是在較大的工程組件(相對(duì)于密閉空間)內(nèi)，濕度變化緩慢，蒸發(fā)率很低。因此，制備大型基于水蒸發(fā)和吸附周期的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)一直是一個(gè)被忽視的研究領(lǐng)域。

  哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家從蒸發(fā)環(huán)境中有效地收集了能量，用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)在水氣界面的自動(dòng)啟動(dòng)和運(yùn)行。人工細(xì)菌孢子在聚合物內(nèi)合成的“肌肉”增強(qiáng)了水蒸發(fā)率。

  研究人員優(yōu)化了孢子層的厚度，使水快速在納米孔中移動(dòng)。蒸發(fā)的能量轉(zhuǎn)換成肌肉的能量，一小部分能量可以通過(guò)反饋機(jī)制來(lái)降低和適應(yīng)環(huán)境濕度的變化，使孢子快速實(shí)現(xiàn)肌肉的拉伸和收縮循環(huán)。

  控制拉伸時(shí)所需的濕度，自動(dòng)調(diào)節(jié)的反饋機(jī)制可以使?jié)穸冉档汀＿@個(gè)過(guò)程可精確控制啟用水氣界面的自激活發(fā)電的活塞引擎式和旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)，并驅(qū)動(dòng)燈泡發(fā)光，驅(qū)動(dòng)微型汽車前進(jìn)，該研究可以應(yīng)用于蒸汽動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)械系統(tǒng)和傳感器。