Бактерии задвижват истинска зелена революция в личната електроника

Екип разработва биофилм, способен да произвежда дългосрочно и непрекъснато електричество от потта.

 

Изследователи от Масачузетския университет в Амхърст наскоро обявиха, че са открили как да създадат биофилм, който събира енергията от изпарението и я превръща в електричество. Този биофилм, за който бе съобщено в списание Nature Communications, има потенциала да направи революция в света на преносимата електроника, захранвайки всичко – от лични медицински сензори до персонална електроника. 

Сяоменг Лиу, завършил студент по електротехника и компютърно инженерство в Колежа по инженерни науки на Масачузетския университет в Амхърст и водещ автор на статията, казва, че това е много вълнуваща технология, която е истинска зелена енергия и за разлика от други така наречени източници на „зелена енергия“, нейното производство е напълно екологично. 

Това е така, защото този биофилм (тънък лист от бактериални клетки с дебелината на лист хартия) се произвежда по естествен път от модифицирана версия на бактерията Geobacter sulfurreducens. Известно е, че G. sulfurreducens произвежда електричество и в миналото е била използвана в „микробни батерии“ за захранване на електрически устройства. Но за функционирането на тези батерии е необходимо да се полагат правилни грижи за G. sulfurreducens и да се храни постоянно. За разлика от тях, този нов биофилм, който може да осигури толкова, ако не и повече енергия от батерия със съпоставими размери, работи непрекъснато, защото е мъртъв. Именно затова, не е необходима храна. 

Дерек Ловли, почетен професор по микробиология в Масачузетския университет в Амхърст и един от старши авторите на статията, споделя, че е бактериалният биофилм е много по-ефективен и че са опростили процеса на производство на електроенергия, като намаляват драстично необходимата обработка. Трайно отглеждат клетките в биофилм и след това използват тази агломерация от клетки. Това намалява вложените енергийни ресурси, прави всичко по-просто и разширява потенциалните приложения. 

Тайната на този нов биофилм се състои в това, че той произвежда енергия от влагата на кожата. Въпреки че ежедневно четем истории за слънчевата енергия, поне 50% от енергията, достигаща до Земята, отива за изпаряване на водата. Джун Яо, професор по електротехника и компютърно инженерство в същия университет и другия старши автор на статията, казва, че това е огромен, неизползван източник на енергия.  Тъй като повърхността на кожата ни е постоянно влажна от потта, биофилмът може да се „включи“ и да преобразува енергията, заключена в изпарението, в достатъчно енергия за захранване на малки устройства. 

 

 

Според Яо ограничаващият фактор на преносимата електроника винаги е бил захранването. Батериите се изтощават и трябва да се сменят или зареждат. Освен това те са обемисти, тежки и неудобни. Но един прозрачен, малък, тънък, гъвкав биофилм, който произвежда непрекъснато и постоянно захранване с електричество и който може да се носи, подобно на лепенка, като пластир, приложен директно върху кожата, решава всички тези проблеми. 

Това, което прави всичко работещо, е, че G. sulfurreducens расте в колонии, които изглеждат като тънки постелки, и всеки от отделните микроби се свързва със съседите си чрез серия от естествени нановлакна. Екипът събира тези постелки и използва лазер, за да гравира малки вериги във филмите. След като филмите са гравирани, те сe поставят между електроди и накрая се запечатват в мек, лепкав, дишащ полимер, който може да се нанесе директно върху кожата. След като тази миниатюрна батерия бъде „включена“ чрез нанасяне върху тялото, тя може да захранва малки устройства. 

Яо заявява, че следващата стъпка е да увеличат размера на биофилма, за да може да се захранва по-сложна електроника, а Лиу посочва, че една от целите е да се захранват цели електронни системи, а не отделни устройства. 

Това изследване е финансирано от Института за приложни науки (IALS) към Масачузетския университет в Амхърст, който съчетава задълбочен и интердисциплинарен опит от 29 департамента, за да превърне фундаменталните изследвания в иновации, които са от полза за човешкото здраве и благосъстояние.

 

Превод: Трифон Попов

Източник: sciencedaily

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 
Годишен абонамент
ВИЖ ПОВЕЧЕ
  • Безкрайно знание - списание, видеа, аудио, книги и т.н.
  • Достъп от всякъде
  • Социална мрежа за знание с хора като вас.

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Powered by  GDPR Cookie Compliance
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.