Биопленка мертвых бактерий производит электричество из пота

Биологи из Массачусетского университета в Амхерсте (США) представили технологию получения стойких биопленок на основе бактерий Geobacter sulfurreducens. Эти необычные микробы вырабатывают и проводят электричество, и ученые пробуют задействовать их способности для создания новых устройств — таких как необычный «полуживой компьютер» из металлических электродов и бактериальных белков. Теперь G. sulfurreducens стали основой необычных и перспективных источников питания. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Подобные идеи звучали и ранее, однако проблемой оставалось питание бактериальных клеток-«электрогенераторов». Поэтому Дэрек Лавли (Derek Lovley) и его коллеги пошли другим путем. Они воспользовались способностью G. sulfurreducens формировать биопленки — стойкие плотные конгломераты, прикрепляющиеся к поверхности субстрата. Клетки в них соединены друг с другом, образуя структуры, способные проводить электричество.

Вырастив такие биопленки, ученые обработали их лазером, «выгравировав» электрический контур, затем поместили между парой тонких и плоских металлических электродов и, наконец, запаяли в оболочку из мягкого и клейкого полимера. Клетки внутри погибали, однако на работе электрической схемы это не сказывалось. Такое устройство достаточно наложить на кожу, и оно будет производить электричество, используя энергию пота, который непрерывно испаряется с ее поверхности.

По оценкам разработчиков, биопленка толщиной всего 40 микрометров позволяет получить батарею с плотностью энергии около одного микроватта на квадратный сантиметр, что превосходит показатели традиционных источников аналогичной геометрии. В экспериментах in vitro ученые соединили несколько этих устройств в цепь и успешно запитали небольшие электронные гаджеты. Теперь они планируют масштабировать систему, чтобы научиться получать более мощные генераторы, способные питать более сложные устройства, используя «энергию пота».

Впрочем, такой вариант — далеко не единственная возможность применять биопленки «электрических» микробов. Испарение происходит повсюду, и около половины всей солнечной энергии, поступающей на Землю, уходит на испарение влаги. «Это огромный и совершенно неосвоенный источник энергии», — отметил профессор Юнь Яо (Jun Yao), один из авторов новой работы.