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:

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 ...>>

Телескоп Эвклид раскрыл сердце Млечного Пути 28.06.2026

Космические телескопы позволяют человечеству заглянуть в самые отдаленные уголки Вселенной, раскрывая тайны темной материи, далеких галактик и процессов звездообразования. Один из современных аппаратов, предназначенных для масштабных обзоров неба, неожиданно оказался мощным инструментом для изучения нашей собственной Галактики. Речь идет о телескопе "Эвклид", который предоставил астрономам одно из самых детальных изображений центральной области Млечного Пути. Космический телескоп "Эвклид" был создан прежде всего для исследования темной материи и темной энергии, составляющих основную часть массы-энергии Вселенной. Однако ученые нашли ему дополнительное применение, направив прибор на густонаселенные звездные поля нашей Галактики. За относительно короткое время наблюдений - всего 26 часов - аппарат зафиксировал более 60 миллионов звезд в центральной части Млечного Пути. Такой результат стал возможен благодаря высокому разрешению и широкому полю зрения инструмента. Особый интерес для ...>>

Гренландские акулы - рекордсмены долголетия среди позвоночных 27.06.2026

В мире живых существ продолжительность жизни варьируется от нескольких дней у некоторых насекомых до нескольких десятилетий у крупных млекопитающих. Однако среди морских обитателей есть настоящие долгожители, чей возраст поражает воображение. Гренландские акулы, населяющие холодные воды Северной Атлантики и Арктики, по праву считаются самыми долговечными позвоночными на планете, и современные научные методы позволили точно оценить масштаб их жизненного пути. Эти крупные хищники растут крайне медленно - всего на несколько сантиметров за несколько лет, достигая в итоге более пяти метров в длину. Долгое время определить точный возраст гренландских акул было практически невозможно, поскольку у них отсутствуют традиционные маркеры, такие как годовые кольца на костях или чешуе. Предположения о выдающемся долголетии существовали давно, но требовали надежного подтверждения. Прорыв наступил в 2016 году, когда международная группа ученых применила радиоуглеродный анализ к хрусталикам глаз ...>>

Случайная новость из Архива 500 терабит на одном квадратном дюйме 28.07.2016 Исследователи из Института Делфта разработали носитель, позволяющий записывать данные непосредственно на атомную структуру. Его потенциал в сотни раз превосходит те возможности, которыми могут похвастаться современные жесткие диски. Ученые из Нидерландов разработали устройство, способное записывать и хранить данные в атомной структуре. Так, "плотность" упаковки данных составила 500 терабит на один квадратный дюйм (6,45 квадратных сантиметров). Звучит невероятно, но все книги, когда-либо написанные человеком, уместятся на поверхности носителя размером с почтовую марку! Этот атомный жесткий диск, разработанный Сандером Отте и его коллегами в Университете Делфта, имеет плотность хранения, в 500 раз превышающую емкость самых современных жестких дисков. Конечно, новой системе еще требуется значительное число доработок, прежде чем ее можно будет использовать по назначению, не говоря уже о массовом выпуске рыночных образцов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026