Nositeľná elektronika by už čoskoro mohla byť napájaná prostredníctvom mŕtvych mikróbov. Nová štúdia publikovaná v žurnál Nature Communications vedená odborníkmi z UMass Amherest totiž vytvorila tenký biofilm, ktorý generuje elektrinu z vyparenej vody, pričom využíva telá mŕtvych baktérií. Na tému upozornil portál New Atlas.

Ako ďalej píše univerzita v tlačovej správe, na tvorbu biofilmu boli použité baktérie Geobacter sulfurreducens, čo je anaeróbny druh baktérií z čeľade Geobacteraceae, známej redukovaním kovov a síry.

Biofilm na napájanie nositeľných zariadení

Geobacter sulfurreducens sú známe aj ako „elektrogény“, teda „elektrické baktérie“, ktoré dokážu za určitých špecifických podmienok produkovať elektrickú energiu.

Liu et al.

Pri kontakte s pokožkou dokonca dokážu produkovať elektrickú energiu pri vyparovaní vody alebo ľudskom potení, vďaka čomu sú ideálnym kandidátom na tvorbu biofilmov. Tie je možné jednoducho prilepiť na pokožku, pričom by vďaka poteniu dokázali generovať energiu potrebnú pre rôzne nositeľné zariadenia.

NEPREHLIADNI
Toto je batéria, ktorú si môžeš aj obliecť. Všetky komponenty stlačili do unikátneho tvaru

Problém doposiaľ spočíval v tom, že pri výrobe energie boli tieto baktérie nažive, takže bolo potrebné zabezpečovať vhodné prostredie a neustále im dopĺňať zdroj obživy.

Odborníci z UMass Amherest však zistili, že na výrobu energie nie je potrebné baktérie udržiavať nažive, čo celý proces výrazne zjednodušuje. Dokonca sa zdá, že mŕtve produkujú omnoho viac energie než živé.

Ako to funguje?

Všetko funguje približne tak, že G. sulfurreducens rastú v kolóniách. Každý mikrób v tejto kolónii sa so svojim susedom spája prostredníctvom „prírodných nanodrôtov“, čím vzniká akýsi film o hrúbke papiera. Následne vedci na tento film pomocou lasera vyleptajú malé elektrické obvody, vložia elektródy a celý film uzavrú do poréznej polymérovej náplasti, ktorá sa nosí na koži a ktorá vďaka odparovaniu potu generuje elektrickú energiu.

Schéma biofilmu. Liu et al.

Zariadenie dokáže napájať dlhú dobu

Podľa výskumu tento biofilm dokonca funguje oveľa lepšie ako generátory prúdu na báze anorganického odparovania. Biofilm produkuje toľko energie, ako rovnako veľká batéria, pričom nie je potrebná žiadna špeciálna starostlivosť, či externé napájanie na jej dobitie.

Liu et al.

V rámci experimentu biofilm dokázal spoľahlivo napájať snímač pulzu, dýchania a iných telesných signálov po dobu 18 hodín. V laboratórnych podmienkach to dokázal viac ako 35 dní.

Ide o škálovateľné riešenie a môže sa využiť v najrôznejších aplikáciách. Cieľom vedcov aktuálne je biofilm škálovať do takých rozmerov, aby zariadenie dokázalo napájať celé elektronické systémy a nie len jednotlivé zariadenia.