Учёные создали биопленку, способную в течение длительного времени непрерывно производить электричество из пота

Эта биопленка — тонкий лист бактериальных клеток толщиной с лист бумаги — производится естественным образом модифицированной версией бактерии Geobacter Sulfreducens. Известно, что G.Sulfurereducens производит электричество, и ранее это свойство уже использовалась в «микробных батареях» для питания электрических устройств. Но такие батареи требуют надлежащего ухода за G.Sulphurreducens и постоянного кормления. Напротив, эта новая биопленка, которая может дать столько же, если не больше, энергии, чем батарея сопоставимого размера, работает непрерывно, потому что бактерии уже мертвы и кормить их уже не требуется.

Эта биопленка, о которой было объявлено в Nature Communications, может произвести революцию в мире носимой электроники, питая все, от персональных медицинских датчиков, до персональной электроники. Секрет этой новой биопленки заключается в том, что она вырабатывает энергию из влаги на вашей коже.

Известно, что как минимум 50% солнечной энергии используется для испарения влаги. «Это огромный неиспользованный источник энергии», — говорит Джун Яо, профессор электротехники и вычислительной техники в Массачусетском университете и один из авторов статьи. Поскольку поверхность нашей кожи постоянно влажная от пота, биопленка может «подключаться» и преобразовывать энергию, запертую при испарении, 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, производящая непрерывный и стабильный поток электричества и которую можно носить, как лейкопластырь, наложенный непосредственно на кожу, решает все эти проблемы.

Что заставляет все это работать, так это то, что G.Sulphurreducens растет колониями, которые выглядят как тонкие маты, и каждый из отдельных микробов соединяется со своими соседями через серию естественных нанопроводов. Исследователи собирают эти маты и используют лазер для гравировки небольших схем на пленках. После того, как пленки протравлены, они помещаются между электродами и, наконец, запечатываются в мягкий, липкий, воздухопроницаемый полимер, который можно наносить непосредственно на кожу. Как только эта крошечная батарея «подключена» к вашему телу, она может питать небольшие устройства.

Учёные говорят, что следующим шагом будет увеличение пленок для питания более сложной электроники, которую можно носить на коже.  Одна из главных целей — питание целых электронных систем, а не отдельных устройств.