Bakteereita ja hämähäkin seittiä

Massachusetts Amherstin yliopiston tutkijat ilmoittivat äskettäin kehittäneensä biokalvon, joka kerää energiaa haihtumisesta ja muuntaa sen sähköksi.

Tälläinen biokalvo voi mullistaa puettavan elektroniikan tuottamalla virtaa henkilökohtaisiin lääketieteellisiin antureihin ja elektroniikkaan.

"Tämä on erittäin jännittävä tekniikka", sanoo jatko-opiskelija Xiaomeng Liu. "Se on todellista vihreää energiaa." Tämä johtuu siitä, että tämä biokalvo on tuotettu Geobacter sulfurreducens -bakteerin muokatun version avulla. G. sulfurreducensin tiedetään tuottavan sähköä ja sitä on aiemmin käytetty mikrobiakuissa.

Mutta ne vaativat, että G. sulfurreducens on elossa ja ruokittava sopivalla ruokavaliolla. Sitä vastoin tämä uusi biokalvo toimii jatkuvasti, sillä ko. bakteeri on kuollut, joten sitä ei tarvitse ruokkia.

"Se on paljon tehokkaampaa", sanoo professori Derek Lovley. ”Olemme yksinkertaistaneet sähköntuotantoprosessia vähentämällä radikaalisti tarvittavan prosessoinnin määrää. Kasvatamme soluja biokalvossa ja käytämme siten syntynyttä solukasaumaa."

Tämä uusi biokalvo tuottaa energiaa ihon kosteudesta. Vaikka luemme päivittäin tarinoita aurinkoenergiasta, vähintään 50 % maan saavuttavasta aurinkoenergiasta menee veden haihduttamiseen. "Tämä on valtava, hyödyntämätön energialähde", sanoo Jun Yao, UMassin sähkö- ja tietokonetekniikan professori. Koska ihomme pinta on jatkuvasti hiestä kostea, biokalvo voi "liittyä" ja muuntaa haihtumiseen lukitun energian riittäväksi energiaksi, pienten laitteiden käyttöä ajatellen.

"Puettavan elektroniikan rajoittava tekijä", Yao sanoo, "on aina ollut virtalähde. Kirkas, pieni, ohut joustava biokalvo, joka tuottaa jatkuvan ja tasaisen sähkönsyötön ja jota voidaan käyttää laastarin tapaan iholla, ratkaisee monia akku- ja paristokäytön ongelmia.

"Seuraava askeleemme on kasvattaa kalvojemme kokoa kehittääksemme kehittyneempää iholla käytettävää elektroniikkaa", Yao sanoo, ja Liu huomauttaa, että yksi tavoitteista on tehostaa kokonaisia elektronisia järjestelmiä yksittäisten laitteiden sijaan.

Taiwanilaiset tutkijat kehittävät puolestaan biosensoria jossa hämähäkin silkki on muutettu optiseksi kuiduksi

Tutkijat hyödyntävät bioyhteensopivan hämähäkinsilkin valoa ohjaavia ominaisuuksia kehittääkseen anturin, joka pystyy havaitsemaan ja mittaamaan pieniä muutoksia biologisten liuosten taitekertoimissa. Uusi valopohjainen anturi saattaa joskus olla hyödyllinen verensokerin ja muiden biokemiallisten analyyttien mittaamiseen.

"Hämähäkin silkkiin perustuva sokerisensorimme on uudelleenkäytettävä, kustannustehokas, helppokäyttöinen ja tarjoaa reaaliaikaisen havaitsemisen", sanoi Liu. "Lisäksi, koska se on kompakti, se voi mahdollistaa pääsyn vaikeapääsyisille alueille, kuten aivoihin ja sydämeen.

Aiheista aiemmin:

Neuromorfinen memristori

Proteiini tarjoaa vaihtoehtoja ionijohteille

Tarkka kuin hämähäkin seitti