Бактерии превращают цемент в аккумулятор энергии

21.09.2025

Цемент традиционно воспринимается как нечто прочное, неподвижное и лишенное всякой динамики. Однако достижения современной науки позволяют взглянуть на него под другим углом. Группа исследователей показала, что строительные материалы могут не только выдерживать вес и формировать основу зданий, но и накапливать энергию, словно живые организмы.

Необычный проект объединил специалистов из Орхусского университета в Дании и Чунцинского университета транспорта в Китае. Они использовали микроорганизм Shewanella oneidensis, известный своей способностью передавать электроны, и превратили его в основу для создания "живого цемента". Эта бактерия, выступающая в роли биологического проводника, придала привычному строительному материалу совершенно новые функции.

Процесс изготовления включал добавление в цемент сульфата натрия, служившего электролитом, и последующее растворение микроорганизмов в стерильной воде. Полученный раствор формировал гибридный материал, в котором возникала внутренняя сеть для управления электрическими зарядами. Таким образом, цемент обретал свойства аккумулятора, но при этом сохранял прочность, необходимую для строительства.

Испытания показали, что материал устойчив даже при длительных нагрузках. После десяти тысяч циклов использования он сохранял примерно 85% своей емкости. Если же колонии бактерий ослабевали, их можно было "подкормить" питательными веществами, и тогда они восстанавливали до 80% первоначальной мощности. В отличие от традиционных батарей, где потерянную емкость вернуть невозможно, здесь микроорганизмы буквально оживляли материал заново.

Важным преимуществом оказался и экологический аспект. Такой цемент не содержит токсичных металлов, которыми изобилуют современные аккумуляторы, а значит, его использование потенциально менее опасно для окружающей среды. Более того, материал работал в широком диапазоне температур - от минус 15 до плюс 33 градусов Цельсия, что открывает возможности для применения в самых разных климатических зонах, от холодных регионов до жарких мегаполисов.

Ученые уже рисуют картины будущего, где здания не просто потребляют энергию, но и сами становятся ее накопителями. Стены или мостовые конструкции могли бы интегрироваться в городскую энергосистему, а комната из такого цемента способна хранить до десяти киловатт-часов энергии, чего хватило бы для обеспечения работы серверной в течение суток.

Тем не менее до практического внедрения еще далеко. Высокая щелочность цемента неблагоприятна для бактерий, а эффективность Shewanella oneidensis зависит от условий внешней среды. Исследователи ищут пути решения - модифицируют штаммы микроорганизмов и экспериментируют с пористостью материала, чтобы обеспечить им оптимальное питание и стабильную активность.

Таким образом, "живой цемент" стал ярким примером того, как биология и инженерия могут объединяться ради создания новых материалов. В будущем можно представить себе дома, которые не только защищают человека от непогоды, но и снабжают его энергией, превращая архитектуру в часть живой энергетической сети.

<< Назад: Суперконденсаторы на основе мятого графена 22.09.2025

>> Вперед: Игровая ретро-консоль Pocket Air Mini 21.09.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Укладка волос: неожиданный источник загрязнения воздуха 08.09.2025 В домах и салонах красоты мы редко задумываемся о том, что даже привычные процедуры по уходу за волосами могут оказывать влияние на окружающую среду. Недавние исследования показали, что при термической укладке волос - будь то выпрямление или завивка стайлером - из косметических средств выделяются наночастицы, способные накапливаться в легких и загрязнять воздух сильнее, чем автомобильные выхлопы в условиях плотного городского трафика. Ранее ученые уже установили, что кремы, бальзамы и другие средства для волос сами по себе содержат летучие химические соединения, которые могут загрязнять воздух в помещении. Нагрев этих средств усиливает испарение таких веществ, поэтому исследователи решили проверить, насколько разные способы термической укладки воздействуют на качество воздуха. Для эксперимента были привлечены семь добровольцев, которые использовали 21 средство для волос и разнообразные стайлеры, предоставленные учеными, воспроизводя привычные процедуры укладки. Анализ воздуха показал, что нагрев волос до 180 °C значительно увеличивает количество частиц в помещении. По данным исследования, концентрация летучих веществ достигала 10-100 тысяч частиц на кубический сантиметр воздуха. Большинство из них оказалось наночастицами размером до 100 нанометров - настолько маленькими, что способны проникать глубоко в легкие. Хотя конкретный вред именно этих соединений пока не изучен, известно, что частицы такого размера связаны с воспалительными процессами в дыхательных путях и тканях легких. Эти результаты особенно важны для работников парикмахерских и салонов красоты, которые ежедневно подвергаются воздействию аэрозолей и наночастиц. Постоянное пребывание в таких условиях может повышать риск респираторных проблем и других заболеваний, связанных с загрязнением воздуха. Исследователи рекомендуют регулярно проветривать помещения после использования термических стайлеров и ухаживающих средств. Дополнительно можно использовать воздухоочистители и избегать чрезмерного нагрева волос, чтобы снизить концентрацию наночастиц.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025