in

Une équipe d'ingénieurs biofilm capable de produire de l'électricité continue et à long terme à partir de votre sueur


AMHERST, Mass. – Des chercheurs de l’Université du Massachusetts à Amherst ont récemment annoncé qu’ils avaient découvert comment concevoir un biofilm qui récupère l’énergie de l’évaporation et la convertit en électricité. Ce biofilm, qui a été annoncé dans Nature Communications, a le potentiel de révolutionner le monde de l’électronique moveable, alimentant tout, des capteurs médicaux personnels à l’électronique personnelle.

« Il s’agit d’une technologie très excitante », déclare Xiaomeng Liu, étudiant diplômé en génie électrique et informatique au Collège d’ingénierie de l’UMass Amherst et auteur principal de l’article. “C’est une véritable énergie verte, et contrairement à d’autres sources dites “d’énergie verte”, sa generation est totalement verte.”

C’est parce que ce biofilm – une high-quality feuille de cellules bactériennes de l’épaisseur d’une feuille de papier – est produit naturellement par une variation modifiée de la bactérie Geobacter sulfurreducens. G. sulfurreducens est connu pour produire de l’électricité et a déjà été utilisé dans des « batteries microbiennes » pour alimenter des appareils électriques. Mais de telles batteries nécessitent que G. sulfurreducens soit correctement soigné et nourri avec un régime frequent. En revanche, ce nouveau biofilm, qui peut fournir autant, sinon moreover, d’énergie qu’une batterie de taille comparable, fonctionne, et fonctionne en continu, automobile il est mort. Et parce qu’il est mort, il n’a pas besoin d’être nourri.

“C’est beaucoup additionally efficace”, déclare Derek Lovley, professeur émérite de microbiologie à l’UMass Amherst et l’un des principaux auteurs de l’article. « Nous avons simplifié le processus de production d’électricité en réduisant radicalement la quantité de traitement nécessaire. Nous cultivons durablement les cellules dans un biofilm, puis utilisons cette agglomération de cellules. Cela réduit les apports énergétiques, simplifie tout et élargit les applications potentielles.

Le secret de ce nouveau biofilm est qu’il produit de l’énergie à partir de l’humidité de votre peau. Bien que nous lisions quotidiennement des histoires sur l’énergie solaire, au moins 50% de l’énergie solaire atteignant la terre sert à l’évaporation de l’eau. “Il s’agit d’une énorme source d’énergie inexploitée”, déclare Jun Yao, professeur de génie électrique et informatique à l’UMass et autre auteur principal de l’article. Étant donné que la surface de notre peau est constamment humide de sueur, le biofilm peut «se brancher» et convertir l’énergie enfermée dans l’évaporation en suffisamment d’énergie pour alimenter de petits appareils.

“Le facteur limitant de l’électronique transportable”, explique Yao, “a toujours été l’alimentation électrique. Les piles sont épuisées et doivent être remplacées ou chargées. Ils sont également volumineux, lourds et inconfortables. Mais un biofilm clair, petit, mince et adaptable qui produit une alimentation électrique carry on et régulière et qui peut être porté, comme un pansement, comme un patch appliqué directement sur la peau, résout tous ces problèmes.

Ce qui fait que tout cela fonctionne, c’est que G. sulfurreducens pousse dans des colonies qui ressemblent à de minces tapis, et chacun des microbes individuels se connecte à ses voisins par une série de nanofils naturels. L’équipe récolte ensuite ces tapis et utilise un laser pour graver de petits circuits dans les movies. Une fois les movies gravés, ils sont pris en sandwich entre les électrodes et finalement scellés dans un polymère doux, collant et respirant que vous pouvez appliquer directement sur votre peau. Une fois cette petite batterie « branchée » en l’appliquant sur votre corps, elle peut alimenter de petits appareils.

“Notre prochaine étape consiste à augmenter la taille de nos movies pour alimenter des appareils électroniques portables additionally sophistiqués”, explique Yao, et Liu souligne que l’un des objectifs est d’alimenter des systèmes électroniques entiers, plutôt que des appareils uniques.

Cette recherche a été nourrie par l’Institut des sciences de la vie appliquées (IALS) de l’UMass Amherst, qui blend une know-how approfondie et interdisciplinaire de 29 départements pour traduire la recherche fondamentale en improvements bénéfiques pour la santé et le bien-être humains.

Contacts: Jun Yao.edu

Daegan Miller.edu