Биоразлагаемая батарея на пробиотиках

19.06.2025

Биоразлагаемая батарея, разработанная в Университете Бингемтона, не только производит электричество с помощью полезных бактерий, но и способна полностью растворяться без следа. Это достижение может стать поворотным моментом в создании новых источников энергии для медицины, экологии и даже оборонной промышленности.

Под руководством профессора Сеокхена Чоя исследовательская команда сосредоточилась на использовании пробиотических микроорганизмов - тех самых, что встречаются в кисломолочных продуктах и считаются абсолютно безопасными для человека. Ранее уже предпринимались попытки использовать бактерии в качестве "живых генераторов" электричества, но обычно они требовали строгих условий стерильности и не годились для применения внутри человеческого организма. Принципиальным отличием новой разработки стало то, что в ней задействованы бактерии первого уровня биологической безопасности, которые могут быть использованы даже в пищевых и медицинских целях.

На первых этапах испытаний мощность биоэлементов была весьма скромной. Однако исследователи сумели устранить этот недостаток, применив инновационное покрытие для электродов - смесь полупроводникового полипиррола и наночастиц оксида цинка. Этот ячеистый материал значительно повысил проводимость бактерий, и в результате мощность батареи достигла 4 микроватт, обеспечивая работу устройства в течение 100 минут. Для микроустройств, имплантатов и одноразовой электроники таких параметров уже может быть достаточно.

Особое внимание заслуживает механизм активации и разрушения батареи. Она начинает вырабатывать электричество только в кислой среде - например, в желудке человека. Это стало возможным благодаря специальному полимеру, чувствительному к уровню pH, который и запускает цепочку реакций внутри батареи. В экспериментальных условиях батарея полностью растворялась за 160 минут в среде с кислотностью pH 3,5. Такое свойство открывает двери для использования подобных устройств в системах внутренней диагностики, капсулах с датчиками и других медицинских приложениях, где критически важно, чтобы устройство не оставляло следов после завершения своей работы.

Несмотря на то, что показатели выходной мощности остаются достаточно низкими для полноценного бытового использования, команда профессора Чоя уже рассматривает возможность каскадного соединения нескольких таких батарей для увеличения суммарной энергии. Это может позволить создавать гибкие модули, способные питать более сложные приборы, не нарушая при этом экологического баланса.

Биоразлагаемая батарея на пробиотиках - это не просто технологическая новинка, а наглядный пример того, как принципы биосовместимости и устойчивости могут сосуществовать с инженерными решениями. И пусть путь к широкому применению таких источников энергии только начинается, уже сегодня ясно: идеи, еще недавно казавшиеся научной фантастикой, становятся реальностью благодаря работе ученых, способных объединять живую природу и технологии.

<< Назад: Выбирать партнера помогает забота о потомстве 19.06.2025

>> Вперед: Звездные карты мотыльков 18.06.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива Векторный анализатор цепей до 26,5 ГГц от Rohde & Schwarz 03.02.2021 Новый продукт компании Rohde & Schwarz - полноценный двухпортовый портативный анализатор цепей R&S ZNH с функциями анализа АФТ/антенн и измерения полной матрицы S-параметров. Обе эти функции доступны в базовом исполнении. R&S ZNH прост в управлении, легко конфигурируемый и компактный прибор, идеально подходящий для полевых испытаний. R&S ZNH - портативный векторный анализатор цепей, который позволяет определить неисправные ВЧ кабели и компоненты коммуникационных систем. Также с помощью R&S ZNH можно измерять СВЧ-компоненты в лабораторных и полевых условиях до 26,5 ГГц. R&S ZNH является образцовым прибором при решении стандартных измерительных задач, таких как анализ кабелей и антенн и полные двухпортовый измерения S-параметров. В анализатор встроены ступенчатые аттенюаторы приемника на обоих измерительных портах, что предотвращает их от возможной перегрузки. Архитектура R&S ZNH с четырьмя приемниками поддерживает методику калибровки с неизвестной перемычкой (UOSM). Лучшие в своем классе ВЧ-характеристики и особенности анализатора, такие как низкие шумы трассы (0,0025 СКЗ), 100 дБ динамического диапазона, выходная мощности в 0 дБм и 16001 измерительная точка делают R&S ZNH идеальным решением для запуска и обслуживания систем связи и исследования СВЧ-компонентов. Дополнительные опции R&S ZNH, такие как измерение мощности, импульсные измерения, измерение абсолютных значений мощности и их отношений позволяют выполнять работы, связанные с обслуживанием и ремонтом радарных или спутниковых систем. Эти возможности открываются в анализаторе цепей вводом специального цифрового ключа, который может ввести сам пользователь. Вес анализатора всего 3 кг., небольшой размер, отсутствие активного охлаждения, долгое время работы от батареи и удобные в использовании, даже в перчатках, клавиши прибора делают R&S ZNH идеальным прибором для работы в полевых условиях. 7 дюймовый multi-touch экран работает с поддержкой жестов схожих с управлением современными смартфонами, что уменьшает время работы и интуитивно повышает скорость привыкания к интерфейсу прибора. Также в анализаторе есть функция помощника настройки и конфигурации измерительной установки. Бесплатное ПО InstrumentView и MobileView позволяет немедленно передать полученную информацию в полевых условиях в лабораторию для одновременного анализа. Помимо всего этого, портативный анализатор R&S ZNH отлично подходит для конструкторских бюро, производственных линий и учебных заведений с ограниченным бюджетом и нехваткой места для размещения прибора при измерении таких компонентов как фильтры, усилители, ВЧ-кабели, адаптеры и антенны.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025