如图所示为旋转式引擎利用蒸发能量驱动的微型汽车。电子显微镜图像显示了利用细菌孢子制备的蒸汽动力“人造肌肉”聚合物组件。图片来源：哥伦比亚大学。

水蒸发可以提供电力吗?生物的能量转换系统利用蒸发的水在纳米尺度的部分依靠纤维作机械功，以应对环境湿度的变化。最近，科学家利用改造的细菌孢子和聚合物制备出一种利用蒸汽动力运动和发电的复合材料。

通过利用环境中的水蒸发来收获能源，研究人员展示了水气界面的自激活发电的发动机。这种蒸汽动力引擎可以作为动力机械系统、传感器等设备的驱动器。

蒸发是一种强大的自然力量，可以在很远的距离内将水提取并转移到海洋和山顶。生物系统利用蒸发的能量的规模较小，例如，小麦等利用蒸发来释放花粉，松果利用蒸发来释放种子。

生物的能量转换系统利用蒸发的水在纳米尺度的部分依靠纤维作机械功，以应对环境湿度的变化。这种能量转换过程在人造系统上的应用是十分困难的。原因之一是在较大的工程组件(相对于密闭空间)内，湿度变化缓慢，蒸发率很低。因此，制备大型基于水蒸发和吸附周期的能量转换系统一直是一个被忽视的研究领域。

哥伦比亚大学的科学家从蒸发环境中有效地收集了能量，用来驱动发动机在水气界面的自动启动和运行。人工细菌孢子在聚合物内合成的“肌肉”增强了水蒸发率。

研究人员优化了孢子层的厚度，使水快速在纳米孔中移动。蒸发的能量转换成肌肉的能量，一小部分能量可以通过反馈机制来降低和适应环境湿度的变化，使孢子快速实现肌肉的拉伸和收缩循环。

控制拉伸时所需的湿度，自动调节的反馈机制可以使湿度降低。这个过程可精确控制启用水气界面的自激活发电的活塞引擎式和旋转式发动机，并驱动灯泡发光，驱动微型汽车前进，该研究可以应用于蒸汽动力驱动的动力机械系统和传感器。

资讯来源:美国能源部。

 新材料在线编译整理——翻译：陈琼     校正：摩天轮