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.
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.
