随着科学技术的进步，人类对微生物的认识已经从认知跨越到广泛积极的开发应用，将其发展成为一项具有广泛用途和发展前景的新的科学领域。而在研究推进过程中，微生物与高科技正在发生着越来越密切的关系。
* 细菌与环境保护
随着工业生产的发展，进入水环境中的重金属种类和含量不断增加，对水体的污染也越来越严重。这既带来了贵重金属的浪费，也对生态环境和人体健康带来了危害。重金属在水环境中迁移转化、固液相的分布与水中的固相表面密切相关，固相表面反应决定了重金属在固液相间的分配及重金属对水环境的潜在影响。
美国国际生物化学公司有一座庞大的细菌“库”，库内保存着数千种细菌，根据不同的繁殖条件，人们可以将细菌进行分类。然后，该公司把各种细菌向社会出售，用于不同性质污水的治理。这些出售的细菌绝大多数都需要氧气，利用空气中的氧气，它们会产生二氧化碳和水。
科学家认为，厌氧细菌用污水生产沼气的效率不仅比需氧细菌要高，而且也少许多淤泥的遗留。但是，这类细菌在浓缩有机物内治理污水，必须隔绝空气。需要把它们都固定在一种压缩状的结构中，才能阻止这类性质活泼的细菌“外逃”，或者放到污水能流过的基层中，以限制细菌的活动范围。丹麦布罗卡茨生物技术公司根据这一原理，还建立了一座加热浸提器，处理一家发酵厂流出的污水。与传统处理方法相比，其效率和耗资都少，所产生的能源也能自给有余。
此外，我们知道，瓦斯的主要成分是甲烷和一氧化碳，严重威胁着煤矿井下开采，易燃易爆。细菌就能处理瓦斯：科学家发现有一种细菌能在“吃”掉瓦斯之后将其“消化”成二氧化碳和水。将这种细菌喷洒于瓦斯含量高的地方，就可以避免煤矿瓦斯爆炸事故的发生。
* 能源细菌
现实生活中，人们总是把细菌与疾病联系在一起。其实有很多细菌对人类还是有贡献的，比如能源细菌。
科学家在加拿大的一个咸水湖发现了一种能生产石油的细菌，这种细菌包括紫色和无色两种。紫色细菌主要是利用环境中的二氧化碳来生产更为复杂的有机分子；这些有机分子又会被无色细菌利用来生成石油。这样，聚在一起的细菌达到一定数目时，就会源源不断地供应液态燃料。
澳大利亚的科学家还发现了一种嗜油的细菌。在把油井深层分离出来的细菌培养后，它们会让其重新投入井下破坏石隙中的石油表面张力，从而使石油顺利流出。据介绍，目前全世界岩石缝隙尚有三分之二的石油深匿其中。如果这种细菌采油能够应用，那将是一项安全方便、成本低廉的好方法。
日本一位细菌学家还发现一种能够制造氢气的叫“红极毛杆菌”的细菌。试验表明，这种细菌只需用淀粉作为主要原料，再混合一些用其它营养素配制成的培养液进行培育，就能够在透光的容器中产生氢气。据估算，每消耗5毫升淀粉营养培养液，红极毛杆菌就能产生25毫升氢气。
印度科学家发现海洋细菌中喜盐细菌的细胞膜中，有一种能把阳光变成燃料或电能的紫色光合素，这很可能成为一个克服地球上能源短缺的好办法，现在科学家正在设法分离这种光合素。
作为和平利用原子能的主要原料，铀在裂变时能释放出大量的能量，但是它很难提取。通过研究，日本科学家成功地从海水中提炼出了铀，利用的就是放线菌。这种方法吸附铀的速度很快，而且作为吸着剂的放线菌是廉价的自然生成体。
虽然是小小的单细胞微生物，但酵母菌的却有很大的作用。它们可以用来代谢糖类、制造酒精。糖类是一种“再生性资源”， 利用这些糖类酵母菌可制造酒精，添加到汽油中作为燃料：既能产生能量，又可以节约能源，减少空气的污染一一利用酵母菌代谢糖类产生酒精，比利用化学合成法生产酒精节省6％的能源，并且能缩短生产周期。酒精在地球上的石油逐渐耗尽之际，很可能将成为明日能源新星，而小小的酵母菌也将成为人类解决能源危机与减少空气污染的希望所寄。
新知博览——细菌电池
生物学家预言，21世纪将是细菌发电造福人类的时代。
细菌发电可以追溯到1910年，英国植物学家把铂作为电极放入大肠杆菌的培养液里，成功地制造出世界上第一个细菌电池。美国科学家在1984年，设计出一种太空飞船使用的细菌电池，宇航员的尿液和活细菌是其电极的活性物质。不过，当时的细菌电池放电效率非常低。
细菌发电直到20世纪80年代末才有了重大突破。英国化学家将细菌放在电池组里分解分子，通过释放电子向阳极运动产生电能。他们是这样做的：向糖液中添加某些芳香族化合物（诸如染料之类）作为稀释液，以提高生物系统输送电子的能力。还要在细菌发电期间向电池里不断充气，用以搅拌细菌培养液和氧化物质的混和物。据计算，每100克糖利用这种细菌电池可获得135.293万库仑的电能，效率可达40％，比现在使用的电池效率远远要高，并且还有10％的潜力可挖掘。只要向电池中不断加糖，就可以获得能持续数月之久的2安培电流。
我们还可以利用细菌发电原理建立细菌发电站。在充满细菌培养液10立方米的立方体盛器里，就能够建立一个1000千瓦的细菌发电站，每小时耗糖量为200千克。虽然发电成本比较高，但却是一种“绿色电站”——不会污染环境。而且，还可以在技术发展后用诸如锯末、秸秆、落叶等废有机物的水解物来代替糖液。因此，细菌发电的前景是十分诱人的。
科学家还发现，细菌还能捕捉太阳能，并把它直接转化成电能。最近，在死海和大盐湖里美国科学家找到了一种嗜盐杆菌，它们含有一种紫色素，在把所接受的大约10％的阳光转化成化学物质时，就可以产生电荷。利用它们科学家们制造出一个小型实验性太阳能细菌电池，结果证明是可以用嗜盐性细菌来发电的，用盐代替糖，就大大降低了其成本。由此可见，让细菌为人类供电的设想已不再遥远。
