Исследователи разрабатывают возобновляемые источники энергии с помощью бактерий

Продвижение: четыре международных исследователя изучили способы разработки возобновляемых и компостируемых источников энергии с использованием бактерий и биоматериалов.

Целью проекта, получившего название Electric Skin, было создание гибкой батареи с характеристиками, подобными живой мембране или «человеческой коже».

Исследователи – Нада Эльхараши, Кэтрин Юале, Секвойя Фишер и Пейдж Периллат-Пиратоин – сосредоточились на белковых нанопроволоках или пилях, которые представляют собой волосоподобные структуры, обычно встречающиеся на поверхности клеток бактерий, которые помогают бактериям двигаться и прикрепляться к поверхностям.

Electric Skin — исследовательский проект, разработанный четырьмя международными дизайнерами.

Пили стал центром внимания проекта после того, как узнал, что нанопровода могут производить до 0,5 вольт электричества на пленке толщиной семь микрометров.

Проект был основан на исследовательском проекте ученых доктора Дерека Ловли и доктора Джун Яо из Массачусетского университета в Амхерсте (Массачусетс), которые создали биопленку с использованием штамма бактерий, что означало, что энергия испарения влаги может быть преобразована в электричество за счет влаги из воздух.

Из-за обилия нужных бактерий, которые можно найти в лишенных кислорода почвах, солончаках, садовых прудах и глубоководных траншеях, исследователи полагают, что их работа может привести к созданию возобновляемого и полностью биоразлагаемого источника энергии.

«Исследования Массачусетского университета показывают, что при соединении между собой белковые нанопроволоки, обнаруженные в бактериях Geobacterulferreducens, используют влажность воздуха для создания электрического заряда», — сказал Юале. «Эти нанопроволоки, называемые пили, могут производить напряжение до 0,5 вольт на пленке толщиной 7 микрометров».

«До сих пор Университет Массачусетса использует такие материалы, как стекло, для внедрения нанопроводов», — продолжила она. «Однако наше исследование электрической кожи сейчас изучает потенциал компостируемого биоматериала для включения нанопроводов».

Исследователи разработали возобновляемые источники энергии с использованием бактерий

В проекте Electric Skin исследовательская группа сосредоточилась на включении нанопроволок в биоматериалы, такие как мембраны на основе водорослей, что сделало бы материал полностью компостируемым.

«В настоящий момент мы тестируем наши схемы на гибких мембранах на основе водорослей вместо стекла», — сказал Эуале. «Мы пытаемся использовать эту технологию для создания полностью биоразлагаемого материала, генерирующего электричество, создавая бесшовный цикл, начиная с обитающих в почве бактерий и возвращаясь в почву в виде компоста».

«Почему мы называем компостируемый биоматериал «кожей»? Добавление текстурированной мембраны, которая может заряжать наши устройства окружающим воздухом, придает нашему дизайну присущие живые или биомиметические свойства, очень похожие на кожу живого существа», — сказал Эльхараши, который Имеет степень магистра искусств в области дизайна Школы искусств Университета Содружества Вирджинии в Катаре.

«На психологическом уровне это снижает вероятность того, что мы избавимся от живого существа. Это приводит к созданию связи между неодушевленным и живым».

В проекте используются нанопровода, обнаруженные в конкретных бактериях.

Команда надеется, что гибкую батарею можно будет адаптировать к различным технологиям и использовать в различных случаях повседневной жизни, представляя, что батарею можно использовать для питания источников света или даже для зарядки телефонов.

«Мы надеемся использовать эту «кожу» как подсказку, чтобы изменить то, как люди взаимодействуют и соединяются с повседневными объектами», — сказал Эльхараши. «Например, представьте себе осветительный прибор, питание которого поступает от этой электрической кожи, или телефон, заряжаемый от него».

Фотография любезно предоставлена ​​Школой искусств Университета Содружества Вирджинии в Катаре.

Эта статья была написана ом для Школы искусств Университета Содружества Вирджинии в Катаре. Узнайте больше о партнерском контенте Dezeen здесь.