Бактерии как источник энергии

01.08.2025

Идея использовать живые организмы для выработки энергии уже давно занимает умы ученых, однако лишь в последние годы технологии приблизились к практической реализации таких решений. Одним из самых перспективных направлений в этой области являются биобатареи, способные производить электричество благодаря жизнедеятельности бактерий. Новое исследование, проведенное в Университете Бингемтона, представляет собой значительный шаг вперед в развитии подобных энергетических систем.

В центре работы - инновационный подход к созданию компонентов биобатарей с помощью лазерного послойного спекания (LPBF), метода 3D-печати, примененного для обработки нержавеющей стали. Именно этот метод позволил создать аноды с увеличенной площадью поверхности, что благоприятствует росту бактериальных колоний и повышает эффективность генерации тока. Исследование объединило опыт профессора Сокхена "Шона" Чоя, который более десяти лет занимается биобатареями, и экспертизу профессора Дехао Лю в области 3D-печати металлов.

Уникальность метода заключается не только в точности и масштабируемости печати анодов, но и в возможности быстрой сборки батарей из модулей, как из деталей конструктора. Благодаря такой архитектуре, разработка может быть адаптирована под различные задачи - от питания миниатюрной электроники до использования в сложных системах автономного энергоснабжения.

Экспериментальная установка, собранная командой, включала шесть миниатюрных биобатарей, суммарно выдававших почти 1 милливатт мощности. Этого оказалось достаточно для питания небольшого жидкокристаллического дисплея. Такие показатели делают возможным применение биобатарей в устройствах с низким энергопотреблением, особенно в условиях, где традиционные источники энергии ограничены или нежелательны.

Примечательно, что нержавеющие стальные аноды продемонстрировали высокую долговечность. Даже после очистки от бактерий и повторного использования они сохраняли свои электрические характеристики, что говорит о потенциале многократного применения таких батарей без потери эффективности. Это особенно важно в контексте экологичности и экономической целесообразности подобных систем.

Проект стал логическим продолжением докторской диссертации одного из участников команды - Анвара Эльхадада. В ближайших планах исследователей - создание интегрированной технологии, которая позволит печатать не только аноды, но и другие компоненты батареи в рамках единого производственного цикла. Кроме того, планируется разработать систему управления зарядом, аналогичную тем, что применяются в солнечных панелях.

Разработка ученых из Университета Бингемтона демонстрирует, как симбиоз биотехнологий и передовых инженерных решений может привести к появлению эффективных и устойчивых источников энергии будущего. Хотя пока речь идет о лабораторных образцах, потенциал таких биобатарей открывает широкие горизонты для их практического применения в самых разных сферах - от медицинских имплантов до экологичных датчиков в труднодоступных зонах.

<< Назад: Сверхкарликовый рис для астронавтов 01.08.2025

>> Вперед: Таблетки от послеродовой депрессии 31.07.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Тающие айсберги создают новые оазисы жизни на дне океана 30.06.2026

Глобальное потепление активно меняет облик нашей планеты, и одним из наиболее заметных его проявлений становится ускоренное таяние ледников в полярных регионах. Этот процесс не только приводит к подъему уровня Мирового океана, но и вызывает цепную реакцию в морских экосистемах, порой создавая неожиданные и парадоксальные последствия. Массовое высвобождение айсбергов из Гренландии - яркий пример того, как климатические изменения перестраивают жизнь в самых глубоких и удаленных уголках океана. Из-за повышения температуры количество айсбергов, откалывающихся от гренландских ледников, стремительно растет. Ученые проанализировали данные за последние 40 лет и установили, что с 2000 года поток ледяных глыб через пролив Фрама увеличился в четыре раза. Об этом сообщает Futurism со ссылкой на исследование специалистов из Технического университета Дании. Такое беспрецедентное нашествие айсбергов представляет серьезную опасность для международного судоходства. Одновременно оно радикально тра ...>>

Робот-тьютор Optio, помошник школьника 30.06.2026

Икусственный интеллект и робототехника все активнее помогают учителям и ученикам, делая обучение более персонализированным и увлекательным. Гуманоидные роботы, способные взаимодействовать с людьми естественным образом, открывают новые возможности для школ, особенно в условиях нехватки педагогических кадров и растущего интереса к технологиям. Одна из таких инновационных инициатив стартовала в американском штате Нью-Йорк. Компания Realbotix запустила своего помощника учителя на базе искусственного интеллекта под названием Optio в Центральном школьном округе Саламанки. Робот выступает в роли тьютора, предлагая персонализированное репетиторство, многоязычную помощь с домашними заданиями и круглосуточную академическую поддержку. По данным Interesting Engineering, проект направлен на повышение вовлеченности учащихся и внедрение передовых технологий в учебный процесс. В рамках пилотной программы школы округа планируют интегрировать человекоподобных роботов в классы. Изначально Optio буд ...>>

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Натрий-ионные накопители энергии Tener от CATL 29.06.2026

Литий-ионные аккумуляторы сейчас доминируют на рынке, но их производство сталкивается с ограничениями ресурсов и экологическими вызовами. Китайская компания CATL, один из мировых лидеров в области аккумуляторных технологий, представила инновационную альтернативу на основе натрия, которая может существенно расширить возможности хранения энергии. На отраслевом мероприятии в Мюнхене CATL продемонстрировала систему накопления энергии Tener нового поколения. Она построена на натрий-ионных аккумуляторах и отличается выдающимися эксплуатационными характеристиками. По заявлению разработчиков, новая технология сочетает высокую долговечность, безопасность и экономичность, что делает ее перспективной для широкого применения в энергетике. Одним из главных преимуществ Tener стала исключительная долговечность: система рассчитана на срок службы до 30 лет и способна выдерживать до 15 000 циклов заряда-разряда. Для сравнения, большинство современных аналогов выдерживают около 10 000 циклов. Даже ...>>

Орибитальное вино с МКС 28.06.2026

Виноделие всегда было тесно связано с землей, климатом и традициями, но современная наука все чаще выводит его на новый уровень - в буквальном смысле за пределы нашей планеты. Исследователи ищут способы адаптировать сельское хозяйство к условиям космоса, чтобы обеспечить будущие миссии продовольствием и изучить влияние экстремальной среды на биологические процессы. Один из таких амбициозных проектов реализуется в США и обещает в перспективе появление первого вина из винограда, побывавшего на орбите. Ученые из Техасского университета A&M отправили на Международную космическую станцию сотни семян винограда. После шести месяцев воздействия космической радиации семена вернутся на Землю, будут высажены и через несколько лет могут дать первый урожай для производства "космического вина". Проект представляет собой уникальное сочетание астронавтики, биологии и виноградарства. Идея эксперимента возникла как дипломная работа двух студентов-старшекурсников кафедры аэрокосмической инженер ...>>

Случайная новость из Архива Разработан материал, сжимающийся при растяжении 09.06.2012 Ученые из Северо-Западного университета разработали "волшебный" материал, который вопреки здравому смыслу сжимается при растяжении. Этот метаматериал (искусственный материал со свойствами, которые не найти в природе) открывает совершенно новые возможности по созданию защитных механизмов, микроэлектромеханических систем, искусственных мышц и т.д. Обычные материалы при растяжении увеличиваются в размерах, однако новый метаматериал реагирует на растяжение обратным образом - сжимается. Представьте себе кусок стержня, который вы растягиваете пальцами - обычный стержень станет длиннее, но стержень из нового метаматериала наоборот уменьшится в размерах. До сих пор такой материал с отрицательной сжимаемостью создать не удавалось, и ученые ожидают, что их изобретение найдет самое широкое применение. Необычные свойства метаматериала связаны с его уникальной искусственной структурой. Процесс изменения состояния состоит из двух условных фаз: когда материал начинает растягиваться, увеличение деформации приводит к фазовому переходу и резкому увеличению силы реакции, которая заставляет материал сжиматься. Это явление может происходить скачкообразно и связано именно с фазовым переходом. В быту фазовый переход мы можем наблюдать в виде превращения льда в воду, а затем в пар. Тем не менее, все традиционные материалы в процессе фазового перехода не получают уникальное свойство отрицательной сжимаемости. Искусственная структура нового метаматериала состоит из двух различных частей. В момент растяжения материала слабые связи между одной частью разрушаются и начинают сближаться частицы другой части, сжимая материал.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026