Znoj bi uskoro mogao napajati našu nosivu elektroniku poput pametnih satova

Nosiva elektronika poput personaliziranih uređaja za praćenje tjelesnih aktivnosti i medicinskih senzora već je dio života mnogih ljudi, a uskoro bi mogla postati još privlačnija. Razlog tome je što su znanstvenici u SAD-u napravili biofilm koji skuplja energiju iz znoja nositelja i pretvara je u električnu energiju. Zamislite samo, trčite ili odrađujete trening, a vaš pametni uređaj se napaja vašim znojem! Sjajno, zar ne?

Ali kako bi to zapravo funkcioniralo? Biofilm, koji je debeo otprilike kao list papira, napravljen je od bioinženjerske verzije bakterije Geobacter sulfurreducens, dobro poznate po svojoj sposobnosti proizvodnje električne energije.

U prethodnim primjenama bakterija za proizvodnju električne energije putem “mikrobnih baterija” za napajanje električnih uređaja postojao je nedostatak, a to je da ih je trebalo konstantno puniti. Novi biofilm, koji je napravio tim istraživača sa Sveučilišta Massachusetts Amherst ,uklonio je taj korak korištenjem mrtvih mikroba.

Još bolje, nova baterija biofilma “može opskrbiti isto toliko, ako ne i više, energije od baterije usporedive veličine i puno je učinkovitiji”, objašnjava Derek Lovley, istaknuti profesor mikrobiologije na UMass Amherst i jedan od starijih autora rada o istraživanju.

“Pojednostavili smo proces proizvodnje električne energije radikalno smanjivši količinu potrebne obrade. Održivo uzgajamo stanice u biofilmu, a zatim koristimo tu aglomeraciju stanica. To smanjuje unose energije, čini sve jednostavnijim i proširuje potencijalne primjene”, kazao je Loveley.

Novi biofilm stvara energiju iz znoja na koži prikupljanjem vode koja isparava kroz mehanizam za stvaranje dovoljno energije za napajanje malih elektroničkih uređaja. Ograničavajući čimbenik nosive elektronike uvijek je bilo napajanje. Baterije se isprazne i moraju se promijeniti ili napuniti. Ovakvi uređaji također su glomazni, teški i neudobni.

Njihovo rješenje za taj problem uključuje proziran, tanak i fleksibilan biofilm koji se može nositi poput flastera na koži kako bi mogao proizvoditi postojanu opskrbu električnom energijom. To je moguće zahvaljujući bakterijama G. sulfurreducens, koje rastu u kolonijama koje nalikuju tankim prostirkama pri čemu se svaki mikrob povezuje sa svojim susjedima nizom prirodnih nanožica. Nova tehnologija sakuplja te prostirke i laserom urezuje male krugove u filmove. 

“Nakon što su filmovi urezani, stavljaju se između elektroda i konačno zatvaraju u mekani, ljepljivi, prozračni polimer koji možete nanijeti izravno na kožu. Nakon što se ova sićušna baterija ‘priključi primjenom na vaše tijelo, može napajati male uređaje’, objašnjavaju znanstvenici.

U budućnosti bi biofilm mogao napajati cijele elektroničke sustave, a ne samo nosive pojedinačne uređaje, napominju znanstvenici.

“Ovo je vrlo uzbudljiva tehnologija”, kaže Xiaomeng Liu, student diplomskog studija elektrotehnike i računalnog inženjerstva na Sveučilišnom fakultetu inženjerstva koji je pomogao u vođenju istraživanja. “To je prava zelena energija, a za razliku od drugih takozvanih izvora ‘zelene energije’, njena proizvodnja je potpuno zelena.”