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:

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 Безвоздушные шины 05.06.2019 Компании GM и Michelin представили прототип безвоздушной шины для легковых автомобилей под названием Uptis (Unique Puncture-proof Tire System - Уникальная устойчивая к проколам система шины). Безвоздушные шины изготавливаются из смеси композитного каучука и полимерного стекловолокна. Благодаря этому обеспечивается возможность использования такой шины на высокой скорости движения, которую автомобиль может развивать на автомагистралях. В большинстве случаев более ранние прототипы безвоздушных шин могут использоваться только при низкой скорости движения. Возможно, внешне Uptis выглядит и не так привлекательно, как традиционные бескамерные покрышки, но в Michelin уверяют, что они такие же удобные в эксплуатации. Что еще более важно, есть вполне реальная дорожная карта внедрения этой технологии в повседневную жизнь. GM начнет тестировать Uptis в Мичигане немного позже в 2019 году на автомобилях Chevy Bolt. Как ожидает, что готовая потребительская версия появится на серийных автомобилях уже в 2024 году. Автопроизводитель не назвал конкретные модели автомобилей, которые будут использовать новые шины. Безвоздушные шины Uptis обладают рядом преимуществ. Переход на них позволит снизить количество вредных выбросов в процессе производства шин. Что касается эксплуатационных характеристик, то им не страшны проколы и неравномерный износ. Более того, устраняется необходимость использования запасных шин, которые увеличивают вес автомобиля что ведет к дополнительному расходу топлива.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025