از عرق الکتریسیته تولید می‌شود
تاریخ انتشار: ۱۴ مرداد ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۵۶۷۸۱۰۴
لباس و وسایل الکترونیکی هوشمند به زودی می‌توانند توسط میکروب‌های مرده تغذیه شوند.
به گزارش ایمنا، تحقیقات جدید از UMass Amherst بیوفیلمی را نشان داده است که از عرق، الکتریسیته تولید می‌کند و اجساد باکتری‌های مرده را مهار می‌کند و حداقل به اندازه یک باتری مؤثر است.
مطالعه جدید که در Nature Communications منتشر شده است، بر اساس تحقیقات قبلی در مورد سویه خاصی از باکتری به نام Geobacter sulfurreducens استوار است.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
این میکروب که به عنوان «مواد الکتریکی» نیز شناخته می‌شود، یکی از چندین میکروب است که توانایی تولید الکتریسیته تحت شرایط خاص - از جمله در طول فرآیند تبخیر - را نشان داده است.
این خاصیت باکتری را به یک کاندید ایده آل برای استفاده در بیوفیلم تبدیل می‌کند، که می‌تواند روی پوست چسبانده شود تا از طریق تبخیر عرق، انرژی قابل استفاده برای وسایل الکترونیکی پوشیدنی را جمع آوری کند.
مشکل تا کنون این بوده است که زنده نگه داشتن این میکروب‌ها، حفظ شرایط مناسب و تأمین مواد اولیه تا حدودی دردسرساز بوده است. تیم Amherst کشف کرد که باکتری G. sulfurreducens برای تولید برق نیازی به زنده بودن ندارد. در واقع، به نظر می‌رسد زمانی که از تعهدات زندگی رها می‌شود، حتی بهتر عمل می‌کند.
درک لولی، استاد برجسته میکروبیولوژی در UMass Amherst و یکی از نویسندگان ارشد مقاله، می‌گوید: بسیار کارآمدتر است. ما با کاهش شدید میزان پردازش مورد نیاز، فرآیند تولید برق را ساده کرده‌ایم.
به طور پایدار سلول‌ها را در یک بیوفیلم رشد می‌دهیم و سپس از آن تجمع سلولی استفاده می‌کنیم. این کار ورودی‌های انرژی را کاهش می‌دهد، همه چیز را ساده‌تر می‌کند و کاربردهای بالقوه را افزایش می‌دهد.
G.sulfurreducens در کلونی‌های نازک و مات‌شده‌ای به ضخامت یک ورق کاغذ رشد می‌کند که در آن هر میکروب از طریق چیزی که تیم تحقیقاتی آن را نانوسیم‌های طبیعی می‌نامند به همسایگان خود متصل می‌شود. تیم روی این قطعه با مدارهای کوچکی توسط لیزر در آن‌ها حک می‌کند.
سپس، آن‌ها بین الکترودها قرار می‌گیرند و در یک تکه پلیمری نرم و متخلخل که روی پوست قرار می‌گیرد، محصور می‌شوند، جایی که شروع به تولید الکتریسیته با تبخیر عرق از پوست شما می‌کند. جالب اینجاست که به نظر می‌رسد این بیوفیلم در مورد آب شور بسیار بهتر از ژنراتورهای جریان بر پایه تبخیر معدنی عمل می‌کند.
طبق مقاله تحقیقاتی، ساختار آن همچنین تبخیر را تسهیل می‌کند و محققان خاطرنشان می‌کنند که تبخیر آب از طریق بیوفیلم‌ها حتی سریع‌تر از سطح آب آزاد بود.
جون یائو، استاد مهندسی برق و کامپیوتر در UMass و دیگر نویسنده ارشد مقاله، می‌گوید: عامل محدودکننده لوازم الکترونیکی پوشیدنی همیشه منبع تغذیه بوده است. باتری‌ها تمام می‌شوند و باید تعویض یا شارژ شوند. آن‌ها همچنین حجیم، سنگین و ناراحت کننده هستند.
تیم تحقیقاتی می‌گوید: این بیوفیلم به اندازه یک باتری با اندازه مشابه انرژی تولید می‌کند، نیازی به تغذیه یا مراقبت ندارد و هرگز نیازی به وصل و شارژ ندارد.
آزمایش‌های این مقاله نشان داد که یک پچ پوستی بیوفیلم عملکرد خود را حداقل به مدت ۱۸ ساعت حفظ می‌کند و قادر است حسگر فشاری را که نبض، تنفس و سایر سیگنال‌های بدن را اندازه‌گیری می‌کند، تأمین کند. هنگامی که صفحات بیوفیلم به یکدیگر متصل می‌شوند، انرژی یک حسگر گلوکز الکتروشیمیایی پوشیدنی با الگوی لیزری را تأمین می‌کنند.
در تست‌های آزمایشگاهی، بیوفیلم‌ها عملکرد مشابهی را در روز ۳۵ آزمایش نشان دادند که در روز اول انجام شد. اما پتانسیل این قطعه در اینجا می‌تواند بسیار بیشتر از یک پوشیدنی هوشمند باشد.
نتایج ما نشان می‌دهد که از ورق‌های بیوفیلم یک ماده خلاقانه و پایدار تولید می‌شوند که قادر به تولید انرژی مقیاس‌پذیر از تولید برق مبتنی بر تبخیر است.
در این مطالعه آمده است: راهبردهای دیگر برای ارتقای سلول‌های میکروبی به مواد بسیار کانالیزه و با سطح بالا ممکن است امکان‌پذیر باشد.
وجود میکروارگانیسم‌ها در همه جا و تمایل آن‌ها به تشکیل بیوفیلم، امکان برداشت الکتریسیته را از طریق استراتژی‌های مشابه مبتنی بر تبخیر در محیط‌های مختلف نشان می‌دهد.
اگر این مقیاس در سطوح بزرگ ثابت شود، حدود ۵۰ درصد از مقدار عظیم انرژی خورشیدی که به زمین می‌رسد در فرآیند تبخیر آب جذب می‌شود، و شاید این فناوری بتواند راهی برای مهار بخشی از این انرژی باشد. اگرچه این ایده مطمئناً راه زیادی در پیش دارد.
منبع: باشگاه خبرنگاران جوان
کد خبر 594032منبع: ایمنا
کلیدواژه: علم و فناوری الکتریسیته تولید الکتریسیته پیشرفت علم و فناوری شهر شهروند کلانشهر مدیریت شهری کلانشهرهای جهان حقوق شهروندی نشاط اجتماعی فرهنگ شهروندی توسعه پایدار حکمرانی خوب اداره ارزان شهر شهرداری شهر خلاق
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.imna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایمنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۵۶۷۸۱۰۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
اسلامی: تعداد نیروگاه‌های اتمی ایران افزایش می‌یا‌بد
رئیس سازمان انرژی اتمی گفت: ایران همسو با سایر کشور‌های جهان گام‌های اساسی برای افزایش تعداد نیروگاه‌ها و ظرفیت تولید برق هسته‌ای برداشته است.
به گزارش تسنیم، محمد اسلامی در جریان بازدید از واحد یکم نیروگاه اتمی بوشهر درباره میزان برق هسته‌ای تولیدشده در این نیروگاه اظهار داشت: در یک دهه گذشته ۶۳ میلیارد کیلووات‌ساعت برق در نیروگاه اتمی بوشهر تولید شده است.
وی افزود: سال ۱۴۰۲ جشن دهمین سال تولید برق از نیروگاه اتمی بوشهر برگزار شد و بر اساس آمار در یک دهه گذشته ۶۳ میلیارد کیلووات‌ساعت برق هسته‌ای در این نیروگاه تولید شده است.
رئیس سازمان انرژی اتمی ایران تصریح کرد: تولید این میزان برق هسته‌ای، موجب صرفه‌جویی ۱۰۳ میلیون بشکه نفت خام شده است که ارزش این میزان صرفه‌جویی در مصرف سوخت‌های فسیلی بیش از ۸ میلیارد دلار است.
اسلامی خاطرنشان کرد: تاکنون با تولید ۶۳ میلیارد کیلووات‌ساعت برق هسته‌ای، نیروگاه اتمی بوشهر توانسته است ۴ بار هزینه صرف‌شده بابت احداث خود را تأمین کند.
وی با بیان اینکه تحقق تولید ۲۰ هزار مگاوات برق هسته‌ای از موضوعات مهم و مورد تأکید مقام معظم رهبری است، گفت: این طرح مهم با جدیت در دستور کار سازمان انرژی اتمی ایران قرار دارد و بلوغ هسته‌ای کشور از طریق تولید انرژی و برق هسته‌ای با جدیت دنبال می‌شود.
رئیس سازمان انرژی اتمی ایران با اشاره به سهم ۱۱ درصدی برق هسته‌ای تولیدشده در نیروگاه‌های اتمی جهان عنوان کرد: در جریان برگزاری بیست و هشتمین اجلاس جهانی تغییرات اقلیمی سازمان ملل مقرر شد تا سال ۲۰۵۰ ظرفیت انرژی هسته‌ای برای تولید برق جهانی سه برابر شود که ما نیز گام‌های اساسی برای افزایش تعداد نیروگاه‌های اتمی کشور خود برداشته‌ایم.
همسر شهید آیت الله سیدمصطفی خمینی دار فانی را وداع گفت