
Живой источник: на 3D-принтере напечатали экологичную батарейку из грибков
Как вам идея батареи, которую нужно кормить, а не заряжать? Именно этого добились исследователи из швейцарской компании Empa, создав биоразлагаемую грибковую батарею, напечатанную на 3D-принтере. Живая батарейка может питать датчики в сельском хозяйстве или исследований в отдалённых регионах. А после истечения срока службы она переваривает себя изнутри.
Царство грибов — это мир организмов, которые ближе к животным, чем к растениям, и отличается оно огромным разнообразием. В нём можно найти всё: от грибов, употребляемых в пищу, до плесени, от одноклеточных до самых больших организмов на Земле, от инфекционных угроз до источника лекарств. Исследователи из Empa отыскали у грибов ещё одну способность: вырабатывать электричество.
В ходе трёхлетнего научного проекта специалисты Empa создали работающие образцы грибной батареи. Живые клетки в ней вырабатывают не много электричества, но его хватает, к примеру, чтобы несколько суток питать датчик температуры. Такие датчики служат в сельском хозяйстве или для экологических исследований. Самое большое преимущество грибной батареи — она не только абсолютно безвредна для окружающей среды, но и разлагается естественным путём.
Строго говоря, созданный концепт — не батарея, а так называемый микробный топливный элемент. Как и все прочие живые организмы, одноклеточные грибы преобразуют свой корм в электроток. Вообще, топливные элементы с микробами внутри функционируют благодаря метаболизму (обмену веществ), превращая часть своей жизненной энергии в электричество. Но до сих пор такие изобретения в основном работали на основе бактерий.

Исследовательница из Empa Каролина Рейес рассказала, что ради создания работающих энергетических элементов они с коллегами впервые скомпоновали два вида грибков. Их обменные процессы дополняют друг друга: на аноде (электроде, от которого движутся электроны) расположен дрожжевой грибок, метаболизм которого высвобождает электроны. На катоде (электроде, к которому движутся электроны) — грибок белой гнили, поражающий древесину, который вырабатывает фермент (вещество, содействующее различным химическим реакциям), улавливающий электроны и выводящий их из батарейки.
Грибки не добавляют в живую батарейку — они изначально её неотъемлемые составляющие. Составляющие батареи формируются с помощью 3D-печати. Технология позволила изобретателям изготавливать электроды так, чтобы грибковым микроорганизмам было легче получать питательные вещества. Проще говоря, клетки грибков смешиваются с чернилами (материалом) для печати.
О поисках подходящей основы для принтерных чернил рассказал Густав Нистрём, завлабораторией.
— Нистрём.
В итоге изобретатели смогли создать необходимые чернила для принтера на базе целлюлозы. Клетки грибков используют целлюлозу в качестве питательного вещества и таким образом способствуют разложению батареи после их истощения. Короче говоря, она в итоге попросту сгнивает. Но активирующий источник питательных веществ для грибков — это сахара, которые добавляют в ранее напечатанные батарейки.
— Рейес.
Несмотря на то, что устойчивые к засухе грибы выживают и без влаги, использование живых организмов обозначило перед учёными ряд проблем. Вот почему проект потребовал знаний в микробиологии, материаловедении и электротехнике. Например, микробиологу Рейес пришлось изучать электрохимию, усовершенствуя её методы для составления чернил.

Теперь изобретатели планируют сделать грибную батарею более мощной и долговечной. А также специалисты из Швейцарии хотят подыскать другие виды грибков, которые пригодны для выработки электроэнергии. Рейес и Нистрём убеждены, что царство грибов недостаточно изучено и используется.
Царство грибов — это мир организмов, которые ближе к животным, чем к растениям, и отличается оно огромным разнообразием. В нём можно найти всё: от грибов, употребляемых в пищу, до плесени, от одноклеточных до самых больших организмов на Земле, от инфекционных угроз до источника лекарств. Исследователи из Empa отыскали у грибов ещё одну способность: вырабатывать электричество.
В ходе трёхлетнего научного проекта специалисты Empa создали работающие образцы грибной батареи. Живые клетки в ней вырабатывают не много электричества, но его хватает, к примеру, чтобы несколько суток питать датчик температуры. Такие датчики служат в сельском хозяйстве или для экологических исследований. Самое большое преимущество грибной батареи — она не только абсолютно безвредна для окружающей среды, но и разлагается естественным путём.
Строго говоря, созданный концепт — не батарея, а так называемый микробный топливный элемент. Как и все прочие живые организмы, одноклеточные грибы преобразуют свой корм в электроток. Вообще, топливные элементы с микробами внутри функционируют благодаря метаболизму (обмену веществ), превращая часть своей жизненной энергии в электричество. Но до сих пор такие изобретения в основном работали на основе бактерий.

Исследовательница из Empa Каролина Рейес рассказала, что ради создания работающих энергетических элементов они с коллегами впервые скомпоновали два вида грибков. Их обменные процессы дополняют друг друга: на аноде (электроде, от которого движутся электроны) расположен дрожжевой грибок, метаболизм которого высвобождает электроны. На катоде (электроде, к которому движутся электроны) — грибок белой гнили, поражающий древесину, который вырабатывает фермент (вещество, содействующее различным химическим реакциям), улавливающий электроны и выводящий их из батарейки.
Грибки не добавляют в живую батарейку — они изначально её неотъемлемые составляющие. Составляющие батареи формируются с помощью 3D-печати. Технология позволила изобретателям изготавливать электроды так, чтобы грибковым микроорганизмам было легче получать питательные вещества. Проще говоря, клетки грибков смешиваются с чернилами (материалом) для печати.
О поисках подходящей основы для принтерных чернил рассказал Густав Нистрём, завлабораторией.
Найти материал, внутри которого разрастаются грибки, было непросто. Чернила ведь должны легко выдавливаться, не убивая при этом живые клетки, и, конечно, мы хотели, чтобы они и проводили электричество, и разлагались естественным путём
— Нистрём.
В итоге изобретатели смогли создать необходимые чернила для принтера на базе целлюлозы. Клетки грибков используют целлюлозу в качестве питательного вещества и таким образом способствуют разложению батареи после их истощения. Короче говоря, она в итоге попросту сгнивает. Но активирующий источник питательных веществ для грибков — это сахара, которые добавляют в ранее напечатанные батарейки.
Можно хранить грибные батареи в сухом виде и запускать их работу в нужный момент, просто добавив воду и сахар
— Рейес.
Несмотря на то, что устойчивые к засухе грибы выживают и без влаги, использование живых организмов обозначило перед учёными ряд проблем. Вот почему проект потребовал знаний в микробиологии, материаловедении и электротехнике. Например, микробиологу Рейес пришлось изучать электрохимию, усовершенствуя её методы для составления чернил.

Теперь изобретатели планируют сделать грибную батарею более мощной и долговечной. А также специалисты из Швейцарии хотят подыскать другие виды грибков, которые пригодны для выработки электроэнергии. Рейес и Нистрём убеждены, что царство грибов недостаточно изучено и используется.
- Дмитрий Ладыгин
- youtu.be/SbtMaItruXc; empa.ch
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Голубые гренландские озера превратились в коричневые фабрики по производству парниковых газов
Эксперты говорят: вода в этих озерах — бомба замедленного действия....

Секретные символы на карте XVI века позволят открыть величайшую тайну Америки
Эксперты уверены: разгадка пропавшей колонии Роанок близка как никогда....

Почему мужчины эволюционируют вдвое быстрее женщин?
Новое исследование ставит под вопрос наши представления о биологии....

Что скрывает «идеальный квадрат» на Марсе?
Версии ученых, конспирологов и Илона Маска....

Сталин пообещал целый миллион долларов за расшифровку письменности древней цивилизации
Участвовать в конкурсе, объявленном правительством индийского штата, может абсолютно любой желающий....

Неандертальцы не просто выжили в ледниковый период — они процветали
Доказательство тому — археологические раскопки....

Отсекли голову, а тело «разобрали» на части
Ученые нашли очередную «вампирскую» могилу в Хорватии....

Едва не получила премию Дарвина: американка ввела себе яд чёрной вдовы
Пытаемся разобраться: что было потом и зачем вообще это было сделано....

Вселенная ускоряется… или мы все ошибаемся?
Космический телескоп открыл данные, которые поставили ученых в тупик....

Почти люди: бонобо осознавали человеческое непонимание и влияли на ситуацию
Важная способность подсказывать и делиться знаниями....

Развенчан миф о породах собак: удивительная правда о мнимых «сверхспособностях»
Не считая плоскомордых....

Волшебное слово на букву f: непрошенные выдачи в Google легко победить сквернословием
Впрочем, эту лазейку вскоре могут закрыть....

С помощью ИИ получили самовосстанавливающийся асфальт
Сделан шаг к более экономичным дорогам....

Жить в Британии становится все опаснее: теперь жителям угрожают вспышки диареи
По словам ученых, это последствия изменения климата. И это только начало…...

Super в действии: резвый беспилотник умеет преследовать даже в тёмном лесу
Новинка из Гонконга уверенно летает по неизвестной местности....

Тревожные социопаты в погоне за секретами
Бывшие агенты ЦРУ рассказали, как психические расстройства помогали им служить во благо Америки....