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:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Смартфон ZTE Star 1 22.04.2014 Компания ZTE официально представила стильный смартфон Star 1, который будет предлагаться в трех вариантах цветового исполнения - черном, белом и розовом. Аппарат выполнен на четырехъядерном процессоре Qualcomm Snapdragon 400 MSM8928, который функционирует на тактовой частоте 1,6 ГГц. ZTE предложит две модификации новинки: младшая несет на борту 1 Гбайт оперативной памяти и флеш-модуль емкостью 16 Гбайт, старшая располагает 2 Гбайт ОЗУ и накопителем на 32 Гбайт. О возможности расширения интегрированной памяти за счет карты microSD не сообщается. Смартфон наделен сенсорным дисплеем с диагональю 5 дюймов, соответствующим формату Full HD (1080х1920 точек). Есть две камеры: тыльная оборудована 8-мегапиксельной матрицей и двойной светодиодной вспышкой, фронтальная располагает 5-мегапиксельным сенсором. В оснащение Star 1 входят адаптеры беспроводных сетей Bluetooth 4.0 и Wi-Fi, а также инфракрасный порт, что позволяет использовать устройство в качестве универсального пульта дистанционного управления. Питание обеспечивает аккумуляторная батарея емкостью 2300 мА·ч. На смартфон инсталлирована операционная система Android 4.4.2 KitKat OS с фирменным пользовательским интерфейсом MiFavor 2.3. Поддерживается работа в сетях четвертого поколения LTE, а также в сетях WCDMA и GSM. Ориентировочная цена Star 1 составит $225 за младшую модификацию и $260 за старшую.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025