Ученые из Университета штата Массачусетс Амхерст разработали устройство, которое использует природный белок для создания электричества от влаги в воздухе, новой технологии говорят, может иметь значительные последствия для будущего возобновляемые источники энергии, изменение климата и медицины будущего.
Как сообщили сегодня в природе, лаборатории, инженера по электрическим июня Яо и микробиолог Дерек прекрасен в Университете Массачусетса Амхерсте создали устройство, они называют «Воздушно-ген» или воздух-приведенный в действие генератор, с электрически проводящие нанопроволоки белок, вырабатываемый микробом Geobacter. Воздух-ген подключает электроды к нанопроволоки белка таким образом, что электрический ток формируется из водяного пара, естественно присутствующих в атмосфере.
«Мы буквально заставляя электричество из воздуха», — говорит Яо. «Воздух-ген генерирует чистую энергию 24/7.» Прекрасный, который выдвинул устойчивого биологии на основе электронных материалов в течение трех десятилетий, добавляет, «Это самое удивительное и увлекательное приложение нанонитей белка еще.»
Новая технология, разработанная в лаборатории Яо является экологически чистым, возобновляемым и недорогим. Он может вырабатывать энергию даже в районах с крайне низкой влажностью, такие как пустыня Сахара. Он имеет существенные преимущества перед другими видами возобновляемых источников энергии, включая солнечную и ветряную, незначительный говорит, потому что в отличие от других возобновляемых источников энергии, воздух-ген не требует солнечного света или ветра, и «он работает даже в помещении».
Воздух-дюймовый дисплей, и требует лишь тонкая пленка из нанопроволоки белка толщиной менее 10 мкм, объясняют исследователи. В нижней части фильм держится на электроде, в то время как меньший электрод, который охватывает только часть нанопроволоки фильма сидит на вершине. Фильм адсорбирует водяной пар из атмосферы. Сочетание электропроводности и химии поверхности нанопроволоки белка, в сочетании с мелкими порами между нанопроволоки в фильме, создает условия, которые создают электрический ток между двумя электродами.
Исследователи говорят, что нынешнее поколение воздух-Gen устройств имеют возможность питания мелкой электроники, и они рассчитывали только на изобретение в промышленных масштабах. Дальнейшие действия они планируют создание небольшой воздуха-ген «заплатки», которые могут питания электронных носимых устройств, таких как здоровье и фитнес-мониторы и смарт-часы, которые бы устранить потребность в традиционных батарей. Они также надеются разработать воздуха-Генс применить к сотовым телефонам для устранения периодической зарядки.
Говорит ЯО, «конечная цель-сделать крупномасштабных систем. Например, технология может быть включена в стены краской, которые могли бы помочь привести ваш дом. Или, мы можем развивать автономного воздушного генераторов, которые поставляют электричество. Как только мы получим в промышленных масштабах для производства проволоки, я ожидаю, что мы можем сделать большие системы, которые вносят значительный вклад в устойчивое производство энергии».
Продолжая продвигать практические биологические возможности Geobacter, лаборатории ловлей недавно разработали новый штамм микробов, способствуют более быстрому и недорого массового производства нанопроводов белка. «Мы превратили кишечную палочку в нанонить белка фабрики», — говорит он. «С этой новой масштабируемой процесс, белок поставку нанопроволоки перестанет быть узким местом для развития этих приложений.»
Воздух-ген Открытие отражает необычную междисциплинарного сотрудничества, говорят. Незначительный обнаружил Geobacter микроб в грязи реки Потомак более 30 лет назад. Позже его лаборатория обнаружила свою способность производить электрически проводящие нанопроволоки белка. До прихода в Амхерст UMass, Яо долгие годы работал в Гарвардском университете, где он проектировал электронные устройства с кремниевых нанопроводов. Они объединили свои силы, чтобы увидеть, если полезные электронные устройства могут быть сделаны с нанопроволоки белка, собранного с Geobacter.
Xiaomeng Лю, аспирант в лаборатории Яо разрабатывает сенсорных устройств, когда он заметил нечто неожиданное. Он вспоминает: «Я увидел, что когда нанопроволоки связались с электродами специальным образом устройствами генерируется ток. Я обнаружил, что под воздействием атмосферной влажности и белка нанопроволоки адсорбированной воды, создавая градиент напряжения через устройство».
В дополнение к Воздушно-ген, лаборатория Яо разработала несколько других приложений с нанопроволоки белка. «Это только начало новой эры на основе белков электронных устройств», — сказал Яо.
Исследование было поддержано в части семенной фонд через Офис коммерциализации технологий и предприятий в Университете Массачусетса Амхерст и научных фондов развития от кампуса колледжа естественных наук.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!