Massachusetts Amherst Üniversitesi'ndeki araştırmacılar kısa süre önce, buharlaşmadaki enerjiyi toplayan ve elektriğe dönüştüren bir biyofilmin nasıl tasarlanacağını çözdüklerini açıkladılar. Nature Communications'da duyurulan bu biyofilm, kişisel tıbbi sensörlerden kişisel elektroniğe kadar her şeye güç vererek giyilebilir elektronik dünyasında devrim yaratma potansiyeline sahip gözüküyor.
UMass Amherst's College of Engineering'de elektrik ve bilgisayar mühendisliği yüksek lisans öğrencisi ve makalenin baş yazarı Xiaomeng Liu, “Bu çok heyecan verici bir teknoloji. Bu gerçek yeşil enerjidir ve diğer sözde 'yeşil enerji' kaynaklarının aksine üretimi tamamen doğa dostudur.” dedi.
Bunun nedeni, bu biyofilmin -- yaklaşık olarak bir kağıt yaprağının kalınlığına sahip ince bir bakteri hücresi tabakası -- doğal olarak Geobacter kükürt azaltıcı bakterilerin tasarlanmış bir versiyonu tarafından üretilmesi. G. sülfüriklerin elektrik ürettiği bilinmekte ve daha önce elektrikli cihazlara güç sağlamak için "mikrobik pillerde" kullanılmıştı. Ancak bu tür piller, G. suppurreducens'in uygun şekilde bakılmasını ve sürekli bir diyetle beslenmesini gerektirir. Buna karşılık, karşılaştırılabilir boyuttaki bir pilden daha fazla olmasa da daha fazla enerji sağlayabilen bu yeni biyofilm, sürekli çalışır, çünkü ölüdür. Ve ölü olduğu için beslenmesine gerek yok.
UMass Amherst'te seçkin mikrobiyoloji profesörü ve makalenin kıdemli yazarlarından biri olan Derek Lovley, “Gerekli işlem miktarını kökten azaltarak elektrik üretme sürecini basitleştirdik. Hücreleri bir biyofilmde sürdürülebilir şekilde büyütüyoruz ve sonra bu hücre yığınını kullanıyoruz. Bu, enerji girdilerini kesiyor, her şeyi daha basit hale getiriyor ve yaşam alanını genişletiyor.” dedi.
Bu yeni biyofilmin arkasındaki sır, cildinizdeki nemden enerji üretmesidir. Her gün güneş enerjisi ile ilgili hikayeler okumamıza rağmen, dünyaya ulaşan güneş enerjisinin en az %50'si buharlaşan suya doğru gidiyor. UMass'ta elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü, gazetenin diğer kıdemli yazarı Jun Yao, “Bu, kullanılmayan çok büyük bir enerji kaynağı. Cildimizin yüzeyi sürekli olarak terle nemli olduğundan, biyofilm buharlaşmada kilitli olan enerjiyi "takılabilir" ve küçük cihazlara güç sağlamak için yeterli enerjiye dönüştürebilir.” dedi.
Yao, “Giyilebilir elektroniğin sınırlayıcı faktörü her zaman güç kaynağı olmuştur. Piller biter ve değiştirilmesi veya şarj edilmesi gerekir. Ayrıca hacimli, ağır ve rahatsız edicidirler. Ancak sürekli ve sabit bir elektrik kaynağı üreten ve doğrudan cilde uygulanan bir yama olarak yara bandı gibi giyilebilen şeffaf, küçük, ince esnek bir biyofilm tüm bu sorunları çözer. Bir sonraki adımımız, daha sofistike cilt giyilebilir elektroniklere güç sağlamak için filmlerimizin boyutunu artırmak.” diye sözlerine ekledi.
UMass Amherst's College of Engineering'de elektrik ve bilgisayar mühendisliği yüksek lisans öğrencisi ve makalenin baş yazarı Xiaomeng Liu, “Bu çok heyecan verici bir teknoloji. Bu gerçek yeşil enerjidir ve diğer sözde 'yeşil enerji' kaynaklarının aksine üretimi tamamen doğa dostudur.” dedi.
Bunun nedeni, bu biyofilmin -- yaklaşık olarak bir kağıt yaprağının kalınlığına sahip ince bir bakteri hücresi tabakası -- doğal olarak Geobacter kükürt azaltıcı bakterilerin tasarlanmış bir versiyonu tarafından üretilmesi. G. sülfüriklerin elektrik ürettiği bilinmekte ve daha önce elektrikli cihazlara güç sağlamak için "mikrobik pillerde" kullanılmıştı. Ancak bu tür piller, G. suppurreducens'in uygun şekilde bakılmasını ve sürekli bir diyetle beslenmesini gerektirir. Buna karşılık, karşılaştırılabilir boyuttaki bir pilden daha fazla olmasa da daha fazla enerji sağlayabilen bu yeni biyofilm, sürekli çalışır, çünkü ölüdür. Ve ölü olduğu için beslenmesine gerek yok.
UMass Amherst'te seçkin mikrobiyoloji profesörü ve makalenin kıdemli yazarlarından biri olan Derek Lovley, “Gerekli işlem miktarını kökten azaltarak elektrik üretme sürecini basitleştirdik. Hücreleri bir biyofilmde sürdürülebilir şekilde büyütüyoruz ve sonra bu hücre yığınını kullanıyoruz. Bu, enerji girdilerini kesiyor, her şeyi daha basit hale getiriyor ve yaşam alanını genişletiyor.” dedi.
Bu yeni biyofilmin arkasındaki sır, cildinizdeki nemden enerji üretmesidir. Her gün güneş enerjisi ile ilgili hikayeler okumamıza rağmen, dünyaya ulaşan güneş enerjisinin en az %50'si buharlaşan suya doğru gidiyor. UMass'ta elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü, gazetenin diğer kıdemli yazarı Jun Yao, “Bu, kullanılmayan çok büyük bir enerji kaynağı. Cildimizin yüzeyi sürekli olarak terle nemli olduğundan, biyofilm buharlaşmada kilitli olan enerjiyi "takılabilir" ve küçük cihazlara güç sağlamak için yeterli enerjiye dönüştürebilir.” dedi.
Yao, “Giyilebilir elektroniğin sınırlayıcı faktörü her zaman güç kaynağı olmuştur. Piller biter ve değiştirilmesi veya şarj edilmesi gerekir. Ayrıca hacimli, ağır ve rahatsız edicidirler. Ancak sürekli ve sabit bir elektrik kaynağı üreten ve doğrudan cilde uygulanan bir yama olarak yara bandı gibi giyilebilen şeffaf, küçük, ince esnek bir biyofilm tüm bu sorunları çözer. Bir sonraki adımımız, daha sofistike cilt giyilebilir elektroniklere güç sağlamak için filmlerimizin boyutunu artırmak.” diye sözlerine ekledi.
Kaynak
Bu rehber yardımcı oldu mu?
DoktorClub’da Keşfet
