Идея производства чистого электричества может показаться фантастической, но пол века назад и современные смартфоны показались бы несбыточной мечтой. Отправной точкой исследований стало открытие Дереком Ловли необычных бактерий &mdash Geobacter sulfoaducens. Эти ничем непримечательные бактерии, мирно растущие в грязи, получали энергию по средствам электрических процессов.

Ловли собрал команду учёных и начался долгий процесс исследования потенциала этих бактерий, и их электропроводящих белков. В ходе 30-ти летних исследований было раскрыто ещё одно свойство биологических нанопроводов — при контакте с любым проводником, они создавали напряжение. Этот эффект был следствием высокой влагопоглощающей способности белков, которая проявлялась на открытом воздухе.

Используя результаты своих трудов команде учёных из университета Массачусетса в Амхерсте под руководством самого Ловли удалось создать первый рабочий экземпляр уникального устройства. Как следует из статьи опубликованной в журнале Nature первый биологический электрогенератор носит название Air-Gen и уже успел доказать свою состоятельность.

Устройство состоит из тонкого слоя белковых нанопроводов толщиной десять микрон, с одной стороны, полностью покрытого тонким золотым проводником. С другой стороны такой же проводник покрывает только часть поверхности бактерий. Будучи на открытом воздухе, белки начинают активно поглощать влагу из окружающей среды, из-за чего начинает формироваться небольшой заряд. Разница в проводимости верхнего и нижнего проводников позволяют получить два полюса с отрицательным и положительным зарядом.

Технически характеристики Air-Gen на первый взгляд могут показаться незначительными. Согласно данным, представленным в статье устройство поддерживает постоянное напряжение примерно 0,5 вольт и ток 17 микроампер на квадратный сантиметр. Но устройство делает это в режиме 24/7, создавая хоть и небольшой, но электрический ток из воздуха. Несколько Air-Gen можно объединять, заметно увеличивая мощность и напряжение. В рамках приводимых исследований учёным удалось запитать светодиодную лампу.

Umass Amherst

Графическое представление пленки белковых нанопроводов, генерирующих электричество из атмосферной влажности.

Называть это полноценной новой технологий ещё рано. Это, скорее, новый виток в разработке чего-то более масштабного. Учёные собираются продолжать исследования в данной области, ведь первое недорогое и экологически чистое устройство, генерирующее электроэнергию создано и дело осталось за малым. И да, один из соавторов статьи упомянул тот факт, что Air-Gen способен работать в условиях с низкой влажностью.

На данный момент учёные рассчитывают наладить производство проволоки на основе биологических нанопроводников создав таким образом достойную альтернативу батарейкам, используемым в небольших устройствах.