Ученые из Массачусетского университета в Амхерсте (США) недавно объявили о создании биопленки, которая собирает энергию испарения и преобразует ее в электричество. Разработка может произвести революцию в мире носимой электроники, питая разные приборы — от персональных медицинских датчиков до смартфонов. Научная статья вышла в Nature Communications, о результатах сообщили в университете.
«Это настоящая зеленая энергия, и производство полностью экологически чистое», — говорит Сяомэн Лю, аспирант кафедры электротехники и вычислительной техники, ведущий автор статьи.
Биопленка — тонкий лист бактериальных клеток. Она производится из колоний модифицированной версии бактерий Geobacter Sulfreducens. Эта биопленка может дать столько же, если не больше, энергии, чем батарея сопоставимого размера. Секрет заключается в том, что она вырабатывает энергию из влаги на коже.
«По крайней мере 50% солнечной энергии, достигающей земли, идет на испарение воды. Это огромный неиспользованный источник энергии», — говорит Джун Яо, профессор электротехники и вычислительной техники.
Поскольку поверхность кожи человека постоянно влажная от пота, биопленка может «подключаться» и преобразовывать энергию испарения в энергию, достаточную для питания небольших устройств.
«Ограничивающим фактором носимой электроники, — говорит Яо, — всегда был источник питания. Батареи разряжаются, и их нужно менять или заряжать. Кроме того, они громоздки, тяжелы и неудобны. Но прозрачная, маленькая, тонкая гибкая биопленка — непрерывный и стабильный источник электричества, который можно носить как лейкопластырь непосредственно на коже, и она решает все эти проблемы».
G. sulphurreducens растет колониями, которые выглядят как тонкие маты, и каждый из отдельных микробов соединяется со своими соседями через серию природных нанопроводов. Ученые собирают эти маты и используют лазер для гравировки небольших схем на пленках. После пленки помещаются между электродами и, наконец, запечатываются в мягкий, липкий, воздухопроницаемый полимер, который можно приклеить непосредственно на кожу.
