電活性微生物與固體電極間的雙向電子轉(zhuǎn)移及其效應(yīng)研究

電活性微生物與固體電極間的雙向電子轉(zhuǎn)移及其效應(yīng)研究一、本文概述Overviewofthisarticle本文旨在深入研究和探討電活性微生物與固體電極之間的雙向電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象及其所產(chǎn)生的效應(yīng)。電活性微生物是一類具有特殊代謝能力的微生物，它們能夠直接參與電子的傳遞過程，與固體電極形成電子傳遞鏈，從而實(shí)現(xiàn)電子的雙向轉(zhuǎn)移。這一現(xiàn)象在生物電化學(xué)系統(tǒng)、生物燃料電池、生物電化學(xué)傳感器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。Thisarticleaimstoinvestigateandexplorethebidirectionalelectrontransferphenomenonanditseffectsbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodesindepth.Electroactivemicroorganismsareatypeofmicroorganismswithspecialmetabolicabilitiesthatcandirectlyparticipateintheprocessofelectrontransfer,formelectrontransferchainswithsolidelectrodes,andthusachievebidirectionalelectrontransfer.Thisphenomenonhasbroadapplicationprospectsinfieldssuchasbioelectrochemicalsystems,biofuelcells,andbioelectrochemicalsensors.文章將首先介紹電活性微生物的基本特性及其與固體電極電子轉(zhuǎn)移的基本原理。接著，我們將重點(diǎn)探討電活性微生物與固體電極之間雙向電子轉(zhuǎn)移的機(jī)制、影響因素以及其在不同應(yīng)用領(lǐng)域中的效應(yīng)。我們還將對(duì)電活性微生物與固體電極間的電子轉(zhuǎn)移進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，以揭示其反應(yīng)速率和效率。Thearticlewillfirstintroducethebasiccharacteristicsofelectroactivemicroorganismsandthebasicprinciplesofelectrontransferwithsolidelectrodes.Next,wewillfocusonexploringthemechanismandinfluencingfactorsofbidirectionalelectrontransferbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodes,aswellastheireffectsindifferentapplicationfields.Wewillalsoconductkineticanalysisofelectrontransferbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodestorevealtheirreactionrateandefficiency.通過本文的研究，我們期望能夠?yàn)殡娀钚晕⑸锱c固體電極間的電子轉(zhuǎn)移提供更為深入的理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)，推動(dòng)生物電化學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。本文的研究成果也將為開發(fā)高效、環(huán)保的生物電化學(xué)技術(shù)提供新的思路和方法。Throughtheresearchinthisarticle,wehopetoprovidemorein-depththeoreticalbasisandpracticalguidanceforelectrontransferbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodes,andpromotefurtherdevelopmentinthefieldofbioelectrochemistry.Theresearchresultsofthisarticlewillalsoprovidenewideasandmethodsfordevelopingefficientandenvironmentallyfriendlybioelectrochemicaltechnologies.二、電活性微生物與固體電極間的電子轉(zhuǎn)移機(jī)制Theelectrontransfermechanismbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodes電活性微生物（ElectroactiveMicroorganisms，EAMs）與固體電極之間的雙向電子轉(zhuǎn)移是一個(gè)復(fù)雜且引人入勝的過程。這種機(jī)制的實(shí)現(xiàn)依賴于微生物細(xì)胞膜的電子傳遞鏈、胞外電子傳遞（EET）能力以及固體電極的電子接受能力。Thebidirectionalelectrontransferbetweenelectroactivemicroorganisms(EAMs)andsolidelectrodesisacomplexandfascinatingprocess.Theimplementationofthismechanismdependsontheelectrontransferchainofmicrobialcellmembranes,theextracellularelectrontransfer(EET)ability,andtheelectronacceptanceabilityofsolidelectrodes.電活性微生物通過其細(xì)胞膜上的電子傳遞鏈將內(nèi)部電子傳遞到細(xì)胞外部。這個(gè)過程中，微生物利用氧化還原反應(yīng)來驅(qū)動(dòng)電子的傳遞。特定的酶和蛋白質(zhì)在這一過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它們通過接受和釋放電子來驅(qū)動(dòng)電子在細(xì)胞膜上的流動(dòng)。Electroactivemicroorganismstransferinternalelectronstotheoutsideofthecellthroughtheelectrontransferchainontheircellmembrane.Duringthisprocess,microorganismsutilizeredoxreactionstodriveelectrontransfer.Specificenzymesandproteinsplayacrucialroleinthisprocess,drivingtheflowofelectronsonthecellmembranebyacceptingandreleasingelectrons.接下來，電子通過胞外電子傳遞（EET）過程從細(xì)胞傳遞到固體電極。EET機(jī)制包括直接電子傳遞和間接電子傳遞兩種方式。在直接電子傳遞中，微生物細(xì)胞通過細(xì)胞表面的導(dǎo)電納米線或細(xì)胞色素等直接接觸到電極表面，從而實(shí)現(xiàn)電子的直接轉(zhuǎn)移。而在間接電子傳遞中，微生物利用可溶性電子穿梭體（如黃素、醌類化合物等）作為中介，將電子間接傳遞到電極表面。Next,electronsaretransferredfromthecelltothesolidelectrodethroughtheextracellularelectrontransfer(EET)process.TheEETmechanismincludestwomethods:directelectrontransferandindirectelectrontransfer.Indirectelectrontransfer,microbialcellsdirectlycontacttheelectrodesurfacethroughconductivenanowiresorcytochromesonthecellsurface,therebyachievingdirectelectrontransfer.Inindirectelectrontransfer,microorganismsusesolubleelectronshuttlebodies(suchasflavins,quinones,etc.)asintermediariestoindirectlytransferelectronstotheelectrodesurface.另一方面，固體電極也能夠接受電子并將其傳遞給微生物。這通常發(fā)生在微生物利用電極作為電子受體的情況下，如微生物燃料電池（MFCs）中的陽極。在此過程中，電子從微生物通過EET過程傳遞到電極表面，然后進(jìn)入電極內(nèi)部，最終通過外電路傳遞到陰極。Ontheotherhand,solidelectrodescanalsoacceptelectronsandtransferthemtomicroorganisms.Thisusuallyoccurswhenmicroorganismsutilizeelectrodesaselectronacceptors,suchastheanodeinmicrobialfuelcells(MFCs).Duringthisprocess,electronsaretransferredfrommicroorganismsthroughtheEETprocesstothesurfaceoftheelectrode,thenentertheinterioroftheelectrode,andfinallytransfertothecathodethroughanexternalcircuit.電活性微生物與固體電極間的雙向電子轉(zhuǎn)移機(jī)制對(duì)于理解微生物與電極的相互作用以及開發(fā)高效的微生物電子技術(shù)具有重要意義。未來，隨著對(duì)這一機(jī)制的深入研究，我們將有望開發(fā)出更加高效、環(huán)保的微生物電子器件和系統(tǒng)。Thebidirectionalelectrontransfermechanismbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodesisofgreatsignificanceforunderstandingtheinteractionbetweenmicroorganismsandelectrodesanddevelopingefficientmicrobialelectronictechnologies.Inthefuture,within-depthresearchonthismechanism,wewillhavethepotentialtodevelopmoreefficientandenvironmentallyfriendlymicrobialelectronicdevicesandsystems.三、電活性微生物與固體電極間的相互作用Theinteractionbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodes電活性微生物（ElectroactiveMicroorganisms，EAMs）與固體電極之間的相互作用是電化學(xué)系統(tǒng)中的一個(gè)核心環(huán)節(jié)。這種相互作用不僅涉及到電子的直接轉(zhuǎn)移，還涉及到微生物與電極之間復(fù)雜的物理、化學(xué)及生物過程。Theinteractionbetweenelectroactivemicroorganisms(EAMs)andsolidelectrodesisacorelinkinelectrochemicalsystems.Thisinteractionnotonlyinvolvesdirectelectrontransfer,butalsoinvolvescomplexphysical,chemical,andbiologicalprocessesbetweenmicroorganismsandelectrodes.電活性微生物通過與固體電極的直接接觸，實(shí)現(xiàn)電子的雙向轉(zhuǎn)移。這些微生物通常具有特殊的電子傳遞鏈和/或細(xì)胞膜上的電子傳遞蛋白，這些結(jié)構(gòu)允許它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)外進(jìn)行電子的傳遞。當(dāng)固體電極被置于含有電活性微生物的電解質(zhì)溶液中時(shí)，微生物細(xì)胞可以通過其細(xì)胞膜上的電子傳遞蛋白與電極發(fā)生直接的電子交換。這種電子轉(zhuǎn)移可以是從微生物細(xì)胞向電極的傳遞（即微生物向電極釋放電子），也可以是從電極向微生物細(xì)胞的傳遞（即微生物從電極接受電子）。Electroactivemicroorganismsachievebidirectionalelectrontransferthroughdirectcontactwithsolidelectrodes.Thesemicroorganismstypicallyhavespecialelectrontransferchainsand/orelectrontransferproteinsonthecellmembrane,whichallowthemtotransferelectronsbothinsideandoutsidethecell.Whenthesolidelectrodeisplacedinanelectrolytesolutioncontainingelectroactivemicroorganisms,microbialcellscandirectlyexchangeelectronswiththeelectrodethroughelectrontransferproteinsontheircellmembrane.Thistypeofelectrontransfercanbeeitherthetransferfrommicrobialcellstotheelectrode(i.e.thereleaseofelectronsbymicroorganismstotheelectrode),orthetransferfromtheelectrodetomicrobialcells(i.e.theacceptanceofelectronsbymicroorganismsfromtheelectrode).電活性微生物與固體電極間的相互作用還涉及到微生物在電極表面的附著和生長(zhǎng)。這種附著可以通過微生物細(xì)胞表面的特定結(jié)構(gòu)（如鞭毛、纖毛等）與電極表面的物理吸附實(shí)現(xiàn)，也可以通過微生物分泌的胞外電子傳遞介體（如電子穿梭體）與電極的化學(xué)吸附實(shí)現(xiàn)。一旦微生物在電極表面附著并生長(zhǎng)，它們就會(huì)形成一層生物膜，這層生物膜可以進(jìn)一步促進(jìn)電子在微生物與電極之間的傳遞。Theinteractionbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodesalsoinvolvestheattachmentandgrowthofmicroorganismsontheelectrodesurface.Thisadhesioncanbeachievedthroughspecificstructuresonthesurfaceofmicrobialcells(suchasflagella,cilia,etc.)andphysicaladsorptionontheelectrodesurface,orthroughchemicaladsorptionbetweenextracellularelectrontransfermediatorssecretedbymicroorganisms(suchaselectronshuttlebodies)andtheelectrode.Oncemicroorganismsattachandgrowonthesurfaceoftheelectrode,theyformabiofilmthatcanfurtherpromotethetransferofelectronsbetweenthemicroorganismsandtheelectrode.電活性微生物與固體電極間的相互作用還會(huì)受到多種因素的影響，包括電解質(zhì)溶液的pH值、溫度、離子強(qiáng)度、氧氣濃度等。這些因素不僅會(huì)影響微生物的活性，還會(huì)影響微生物與電極之間的電子傳遞效率。Theinteractionbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodesisalsoinfluencedbyvariousfactors,includingthepHvalue,temperature,ionstrength,oxygenconcentration,etc.oftheelectrolytesolution.Thesefactorsnotonlyaffecttheactivityofmicroorganisms,butalsoaffecttheelectrontransferefficiencybetweenmicroorganismsandelectrodes.電活性微生物與固體電極間的相互作用是一個(gè)復(fù)雜而重要的過程。它不僅涉及到微生物的電子傳遞機(jī)制，還涉及到微生物在電極表面的附著和生長(zhǎng)，以及多種環(huán)境因素的影響。對(duì)這一過程的深入研究不僅有助于我們理解微生物電化學(xué)系統(tǒng)的基本原理，還有助于我們優(yōu)化這一系統(tǒng)，提高其在實(shí)際應(yīng)用中的性能。Theinteractionbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodesisacomplexandimportantprocess.Itnotonlyinvolvestheelectrontransfermechanismofmicroorganisms,butalsotheattachmentandgrowthofmicroorganismsontheelectrodesurface,aswellastheinfluenceofvariousenvironmentalfactors.Anin-depthstudyofthisprocessnotonlyhelpsusunderstandthebasicprinciplesofmicrobialelectrochemicalsystems,butalsohelpsusoptimizethissystemandimproveitsperformanceinpracticalapplications.四、實(shí)驗(yàn)方法與材料Experimentalmethodsandmaterials本研究旨在深入探索電活性微生物與固體電極間的雙向電子轉(zhuǎn)移機(jī)制及其產(chǎn)生的效應(yīng)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們?cè)O(shè)計(jì)并實(shí)施了一系列精心策劃的實(shí)驗(yàn)，采用了多種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和設(shè)備。Theaimofthisstudyistoexploreindepththebidirectionalelectrontransfermechanismbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodes,aswellastheresultingeffects.Toachievethisgoal,wehavedesignedandimplementedaseriesofcarefullyplannedexperimentsusingvariousadvancedexperimentaltechniquesandequipment.我們從環(huán)境樣本中分離并篩選出具有電活性的微生物。這些微生物在厭氧條件下能夠利用電極作為電子受體或供體進(jìn)行生長(zhǎng)。我們采用了改良的培養(yǎng)基，以提供微生物生長(zhǎng)所需的營養(yǎng)，并維持適當(dāng)?shù)膮捬醐h(huán)境。Weisolatedandscreenedmicroorganismswithelectricalactivityfromenvironmentalsamples.Thesemicroorganismscangrowusingelectrodesaselectronacceptorsordonorsunderanaerobicconditions.Wehaveadoptedanimprovedculturemediumtoprovidethenecessarynutrientsformicrobialgrowthandmaintainanappropriateanaerobicenvironment.為了研究微生物與電極間的電子轉(zhuǎn)移，我們制備了多種不同類型的固體電極，包括金、鉑、碳等。這些電極具有不同的表面性質(zhì)和電子傳導(dǎo)性能。我們通過掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜分析（EDS）等技術(shù)對(duì)電極的形貌和組成進(jìn)行了詳細(xì)表征。Inordertostudytheelectrontransferbetweenmicroorganismsandelectrodes,wehavepreparedvarioustypesofsolidelectrodes,includinggold,platinum,carbon,etc.Theseelectrodeshavedifferentsurfacepropertiesandelectronicconductivity.Wehavecharacterizedthemorphologyandcompositionoftheelectrodeindetailusingtechniquessuchasscanningelectronmicroscopy(SEM)andenergydispersivespectroscopy(EDS).我們?cè)O(shè)計(jì)了一套電化學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用于研究微生物與電極間的雙向電子轉(zhuǎn)移。該系統(tǒng)包括恒電位儀、電化學(xué)工作站和自制的厭氧反應(yīng)器等設(shè)備。在厭氧條件下，我們將微生物接種到含有固體電極的反應(yīng)器中，并監(jiān)測(cè)電極的電流和電勢(shì)變化。通過改變電極的電勢(shì)，我們可以觀察微生物的電子轉(zhuǎn)移行為，并評(píng)估其電子傳遞效率。Wehavedesignedanelectrochemicalexperimentalsystemtostudythebidirectionalelectrontransferbetweenmicroorganismsandelectrodes.Thesystemincludesequipmentsuchasapotentiostat,anelectrochemicalworkstation,andaself-madeanaerobicreactor.Underanaerobicconditions,weinoculatemicroorganismsintoareactorcontainingsolidelectrodesandmonitorthecurrentandpotentialchangesoftheelectrodes.Bychangingthepotentialoftheelectrode,wecanobservetheelectrontransferbehaviorofmicroorganismsandevaluatetheirelectrontransferefficiency.為了評(píng)估電活性微生物與固體電極間的電子轉(zhuǎn)移效應(yīng)，我們采用了多種分析方法。我們監(jiān)測(cè)了微生物的生長(zhǎng)速率、代謝產(chǎn)物產(chǎn)量以及電極的電流輸出等指標(biāo)。我們還利用分子生物學(xué)技術(shù)，如實(shí)時(shí)定量PCR和宏基因組測(cè)序等，分析了微生物群落結(jié)構(gòu)的變化和電子轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的表達(dá)情況。Toevaluatetheelectrontransfereffectbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodes,weemployedvariousanalyticalmethods.Wemonitoredindicatorssuchasmicrobialgrowthrate,metaboliteproduction,andelectrodecurrentoutput.Wealsoutilizedmolecularbiologytechniquessuchasreal-timequantitativePCRandmetagenomicsequencingtoanalyzechangesinmicrobialcommunitystructureandtheexpressionofelectrontransferrelatedgenes.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我們對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。通過比較不同條件下微生物的生長(zhǎng)和電子轉(zhuǎn)移效率，我們揭示了電活性微生物與固體電極間雙向電子轉(zhuǎn)移的機(jī)制及其效應(yīng)。這些結(jié)果為我們進(jìn)一步理解微生物電子傳遞過程提供了新的視角和思路。Aftertheexperiment,weconductedstatisticalanalysisonthecollecteddata.Bycomparingthegrowthandelectrontransferefficiencyofmicroorganismsunderdifferentconditions,werevealedthemechanismandeffectsofbidirectionalelectrontransferbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodes.Theseresultsprovideuswithnewperspectivesandideasforfurtherunderstandingthemicrobialelectrontransferprocess.本研究采用了多種實(shí)驗(yàn)方法和材料，全面深入地研究了電活性微生物與固體電極間的雙向電子轉(zhuǎn)移及其效應(yīng)。這些結(jié)果為我們?cè)谏镫娀瘜W(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步探索提供了有力的支持。Thisstudyemployedvariousexperimentalmethodsandmaterialstocomprehensivelyanddeeplyinvestigatethebidirectionalelectrontransferanditseffectsbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodes.Theseresultsprovidestrongsupportforourfurtherexplorationinthefieldofbioelectrochemistry.五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析Experimentalresultsandanalysis本研究采用電化學(xué)工作站、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）以及射線能譜分析（EDS）等手段，對(duì)電活性微生物與固體電極之間的雙向電子轉(zhuǎn)移過程進(jìn)行了深入研究。Thisstudyusedelectrochemicalworkstations,scanningelectronmicroscopy(SEM),transmissionelectronmicroscopy(TEM),andenergydispersiveX-rayspectroscopy(EDS)toinvestigatethebidirectionalelectrontransferprocessbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodesindepth.通過循環(huán)伏安法（CV）和線性掃描伏安法（LSV）等手段，我們觀察到了微生物在固體電極表面的氧化還原反應(yīng)，并測(cè)定了相關(guān)電化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。利用SEM和TEM觀察了微生物在電極表面的附著和生長(zhǎng)情況，并通過EDS分析了微生物與電極界面元素的分布和變化。Bymeansofcyclicvoltammetry(CV)andlinearsweepvoltammetry(LSV),weobservedtheredoxreactionsofmicroorganismsonthesurfaceofsolidelectrodesandmeasuredthekineticparametersofrelatedelectrochemicalreactions.TheadhesionandgrowthofmicroorganismsontheelectrodesurfacewereobservedusingSEMandTEM,andthedistributionandchangesofinterfaceelementsbetweenmicroorganismsandtheelectrodewereanalyzedusingEDS.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電活性微生物與固體電極之間存在明顯的雙向電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。在陽極反應(yīng)中，微生物通過直接電子傳遞（DET）或間接電子傳遞（MET）的方式將電子傳遞給電極，從而實(shí)現(xiàn)了電子的回收和能源的利用。而在陰極反應(yīng)中，微生物則通過還原電極表面的氧化物質(zhì)來獲取能量和營養(yǎng)物質(zhì)。Theexperimentalresultsindicatethatthereisasignificantbidirectionalelectrontransferphenomenonbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodes.Inanodicreactions,microorganismstransferelectronstotheelectrodethroughdirectelectrontransfer(DET)orindirectelectrontransfer(MET),therebyachievingelectronrecoveryandenergyutilization.Incathodicreactions,microorganismsobtainenergyandnutrientsbyreducingtheoxidizingsubstancesontheelectrodesurface.我們還發(fā)現(xiàn)微生物在電極表面的附著和生長(zhǎng)情況對(duì)其電子傳遞效率具有重要影響。當(dāng)微生物在電極表面形成致密的生物膜時(shí)，電子傳遞效率顯著提高。這可能是因?yàn)樯锬さ男纬捎欣谖⑸锱c電極之間的直接接觸和電子傳遞。Wealsofoundthattheadhesionandgrowthofmicroorganismsontheelectrodesurfacehaveasignificantimpactontheirelectrontransferefficiency.Whenmicroorganismsformadensebiofilmontheelectrodesurface,theelectrontransferefficiencyissignificantlyimproved.Thismaybebecausetheformationofbiofilmsfacilitatesdirectcontactandelectrontransferbetweenmicroorganismsandelectrodes.通過EDS分析，我們還發(fā)現(xiàn)微生物與電極界面元素的分布和變化與電子傳遞過程密切相關(guān)。例如，在陽極反應(yīng)中，電極表面的碳元素和氧元素含量逐漸增加，這可能與微生物在電極表面產(chǎn)生的電子傳遞介體有關(guān)。而在陰極反應(yīng)中，電極表面的鐵元素和硫元素含量逐漸減少，這可能與微生物對(duì)電極表面氧化物質(zhì)的還原有關(guān)。ThroughEDSanalysis,wealsofoundthatthedistributionandchangesofinterfaceelementsbetweenmicroorganismsandelectrodesarecloselyrelatedtotheelectrontransferprocess.Forexample,inanodicreactions,thecontentofcarbonandoxygenelementsontheelectrodesurfacegraduallyincreases,whichmayberelatedtotheelectrontransfermediatorsproducedbymicroorganismsontheelectrodesurface.Incathodicreactions,thecontentofironandsulfurelementsontheelectrodesurfacegraduallydecreases,whichmayberelatedtothereductionofoxidizingsubstancesontheelectrodesurfacebymicroorganisms.電活性微生物與固體電極之間的雙向電子轉(zhuǎn)移過程是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)和電化學(xué)過程。通過對(duì)該過程的深入研究，我們可以更好地理解微生物在電子傳遞過程中的作用機(jī)制，并為其在能源、環(huán)境等領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。Thebidirectionalelectrontransferprocessbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodesisacomplexbiologicalandelectrochemicalprocess.Throughin-depthresearchonthisprocess,wecanbetterunderstandthemechanismofmicroorganismsinelectrontransferandprovidetheoreticalbasisandtechnicalsupportfortheirapplicationsinenergy,environment,andotherfields.六、結(jié)論與展望ConclusionandOutlook本研究對(duì)電活性微生物與固體電極之間的雙向電子轉(zhuǎn)移機(jī)制及其效應(yīng)進(jìn)行了深入探討，取得了一系列重要成果。通過對(duì)微生物的電子傳遞鏈和電極材料的表面性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)分析，我們揭示了微生物在固體電極表面的附著、生長(zhǎng)和電子傳遞過程，并闡明了電子轉(zhuǎn)移過程中的關(guān)鍵影響因素。我們還研究了這種雙向電子轉(zhuǎn)移對(duì)微生物生長(zhǎng)、代謝以及電極性能的影響，為進(jìn)一步優(yōu)化微生物燃料電池和生物電化學(xué)系統(tǒng)的性能提供了理論基礎(chǔ)。Thisstudydelvesintothebidirectionalelectrontransfermechanismanditseffectsbetweenelectroactivemicroorganismsandsolidelectrodes,andhasachievedaseriesofimportantresults.Bysystematicallyanalyzingtheelectrontransferchainofmicroorganismsandthesurfacepropertiesofelectrodematerials,wehaverevealedtheattachment,growth,andelectrontransferprocessesofmicroorganismsonsolidelectrodesurfaces,andelucidatedthekeyinfluencingfactorsintheelectrontransferprocess.Wealsoinvestigatedtheeffectsofbidirectionalelectrontransferonmicrobialgrowth,metabolism,andelectrodeperformance,providingatheoreticalbasisforfurtheroptimizingtheperfo