Капля крови заставит батарейку работать вечно

Клетки дрожжей, оседлавшие глюкозу, могут стать отличным топливом и открыть новое направление в медицине. К такому выводу пришли канадские ученые, которые смогли создать микроскопические топливные элементы, работающие на плазме крови. Производимой ими энергии вполне достаточно, чтобы обеспечить снабжение наноустройств и даже более крупной медицинской техники. И эти батарейки никогда не придется менять.

Группа исследователей из Университета Британской Колумбии поместили клетки дрожжей в гибкую капсулу и научились добывать из этой конструкции энергию. Для того чтобы появился ток, достаточно капнуть в батарейку крови. Дрожжи начнут активно поедать прикорм, а электроды будут снимать высвобождающиеся во время «обеда» электроны.

 

Читайте также "Бактерии открыли одно в прошлое"

 

В создании батарейки использованы давно известные науке принципы, но ученым впервые пришла идея объединить их в единое устройство. Созданный прототип – квадрат со сторонами 15 миллиметров и толщиной 1.4 миллиметра – производит 40 нановатт. Казалось бы, это очень маленькая величина, но ее с избытком хватит не только на наномеханизмы – подобный результат сравним с эффективной мощностью батарейки наручных часов.

 

Новые элементы питания построены на колонии микроорганизмов Saccharomyces cerevisiae – подвида бактерий, использующихся для дрожжевого теста, которые упакованы в корпус из полидиметилсилоксана ( PDMS ). Эта форма органического силикона обладает полной инертностью, не токсична и не горит. PDMS используют в шампунях, где он работает как средство полировки поверхности волос.

 

Смотрите фоторепортажи в разделе "Наука и история"

 

Для захвата выделяемых электронов использована метиловая синь, которая переправляет их на анод и создает разницу потенциалов между стенками батарейки. Для повышения эффективности топливного элемента конструкторы уже разработали коммерческий вариант «батарейки на крови» с размерами 40 x 40 x 8 миллиметров.

 

Однако перед тем, как выводить новое изделие на промышленный уровень, предстоит решить вопрос отвода продуктов жизнедеятельности дрожжевых бактерий. В случае, если производимые ими выхлопы газов будут оставаться внутри батареи, колония микроорганизмов быстро погибнет. С другой стороны, следует избежать попадания этих останков в кровь.

 

Остается только придумать способ выводить газ наружу, при этом, не нарушая герметичность корпуса. Над этой проблемой сейчас и бьются канадские ученые.

 

Ученые рассчитывают, что при помощи новых батареек и накопителя энергии удастся поддерживать работу устройств с периодическим включением, таких, как автоинъекторы, для больных диабетом, которые самостоятельно производят уколы инсулина через заданные промежутки времени. Не останутся в стороне и более прозаичные способы использования топливных элементов – питание наручных часов, шагомеров, GPS-навигаторов и, возможно, даже mp 3-плееров.

 

Читайте также в разделе "Наука и техника"

 

Павел Урушев