污水生物电化学系统在能源，医学，环境，传感等方面有广泛的应用前景。比如，微生物燃料电池系统利用微生物作为催化剂，通过微生物代谢从有机物中获取电力，这为可再生能源发电提供了一个有吸引力的选择。然而，这些应用受限于其极低的输出功率，这是由于电极表面低的催化剂负载量和低的电子传递动力学。为了解决这些问题，集流体的制备至关重要，因为生物电极的电催化性能在很大程度上取决于微生物和电极，这直接受电极材料及其结构的影响。因此，为提高微生物电极的电催化性能而设计的集流体应该同时具有高亲水性和高导电性，然而，这两者往往是不相容的。在此，为了解决这一难题，制备了由生物电极界面处的聚（离子液体）功能化单壁碳纳米管束层及其下方的亲水性氧化石墨烯层组成的复合生物电极。比传统碳基电极大一个数量级以上，因为SWCNT-PIL层不仅能够加速黄素介导的电子转移, 也能增强电场诱导的膜蛋白表达从 14.64% 上调到 18.01%, 促进基于外膜 c 型细胞色素的直接电子转移。这项工作提供了一种协同工程界面及其下层的新概念，以解决微生物电催化集电器表面的高亲水性和高导电性之间的困境。
