تولید برق از چالش‌های بزرگ انسان تا جایی‌که امروز ما انواع باتری‌های لوازم الکترونکی از مویابل گرفته تا هندرفری بلوتوسی را با خود حمل می‌کنیم. آیا زمان تحول فرا رسیده است؟

پاژ نیوز | فناوری پوشیدنی آماده یک جهش جذاب است تا بسیاری از باورهای ما را دگرگون کند و تعریف لباس را متحول کند.
یک ساعت هوشمند روی مچ دست خود تصور کنید که هیچ وقت شارژش تمام نمی شود؛ زیرا از عرق شما برای تامین انرژی استفاده می کند. به نظر می رسد علمی تخیلی است، اما محققان کشف کرده اند که چگونه بیوفیلم های باکتریایی را مهندسی کنند تا بتوانند الکتریسیته مداوم از عرق تولید کنند.

آنها می توانند انرژی را هنگام تبخیر برداشت کرده و  به الکتریسیته تبدیل کنند که می تواند آغاز انقلابی در لوازم الکترونیکی پوشیدنی، از حسگرهای پزشکی شخصی گرفته تا الکترونیک، ایجاد کند.

باتری‌های ادوات الکترونیکی می‌میرند و باید تعویض یا شارژ شوند. آنها  حجیم و سنگین هستند و باعث ناراحتی می شوند.با این حال، سطح پوست ما اغلب از عرق مرطوب است، بنابراین بیوفیلم‌های کوچک، نازک، شفاف و انعطاف‌پذیری که مانند چسب نواری استفاده می‌شوند می‌توانند جایگزین مناسب‌تریبه جای باتری‌ها برای تولید برق باشند.

این بیوفیلم‌ها ورقه‌ای از سلول‌های باکتریایی به ضخامت حدود ۴۰ میکرون یا تقریباً به ضخامت یک ورق کاغذ تشکیل شده‌اند. به طور دقیق، از یک نسخه مهندسی شده ژنتیکی از ژئوباکتری تشکیل شده است که گوگرد را کاهش می دهد.

کاهش دهنده گوگرد (G. sulfur reducer)، یک میکروارگانیسم شناخته شده برای تولید الکتریسیته است که قبلا در “پیل های سوختی میکروبی” استفاده شده. این بیوفیلم‌ها رایج برای زنده ماندن به باکتری، مراقبت مناسب و تغذیه مداوم نیاز دارند، اما بیوفیلم جدید می تواند به کار خود ادامه دهد. آنها با کاهش شدید میزان پردازش مورد نیاز، فرآیند تولید برق را ساده کرده‌اند.

سلول‌ها به‌طور پایدار در بیوفیلم ها رشد داده می‌شوند و سپس از تجمع سلولی استفاده می کنند. این انرژی ورودی را کاهش می دهد، همه چیز را ساده‌تر می‌کند و کاربردهای بالقوه را گسترش می‌دهد.

این فرآیند بر تولید برق مبتنی بر تبخیر یا اثر هیدرو ولتائیک متکی است. جریان آب توسط تبخیر بین بیوفیلم‌های جامد و آب مایع هدایت می‌شود که باعث انتقال بارهای الکتریکی برای تولید جریان الکتریکی می‌شود.

در ابتدا، پژوهشگران دستگاه را با قرار دادن مستقیم آن روی سطح آب آزمایش کردند که حدود ۰/۴۵ ولت برق به‌طور مداوم تولید می‌کرد. وقتی روی پوست عرق‌زده قرار گرفت، ۱۸ ساعت انرژی تولید می‌کرد و حتی پوست غیر عرق‌کننده نیز خروجی الکتریکی قابل‌توجهی تولید می‌کرد که نشان می‌دهد که رطوبت در سطح پایین پوست برای ایجاد اثر کافی است.

گام بعدی برای تیم تحقیقاتی افزایش اندازه منطقه برای تامین انرژی الکترونیکی پیچیده‌تر قابل پوشیدن برای پوست است.

هدف این تیم این است که روزی بتوانند از این بیوفیلم برای تامین انرژی نه‌تنها در دستگاه‌های فردی، بلکه کل سیستم‌های الکترونیکی استفاده کنند. از آنجایی که میکروارگانیسم‌ها را می‌توان در مقیاس بزرگ از مواد اولیه تجدیدپذیر تولید کرد، جایگزینی برای تولید مواد تجدیدپذیر برای دستگاه‌های مبتنی بر انرژی پاک است.