Massachusetts Amherst Üniversitesi’nden araştırmacılar ölü bakteriler kullanarak, terden elektrik üreten bir biyofilm yaptılar. Yeni icat edilen biyofilmin giyilebilir elektroniklerde kullanılacak bir pil kadar verimli olduğu ifade ediliyor.
Nature Communications dergisinde yayınlanan makalede Geobacter sulfurreducens türü bakteriler kullanıldı. Elektrikjen(electricigens) olarak bilinen bu mikroplar buharlaşma dahil, bazı özel koşullarda elektrik üretebiliyor. İşte bundan dolayı, bu mikroplar biyofilm olarak kullanmak için uygun adaydır. Biyofilm oluştuğunda cilde kolayca yapışarak buharlaşan terden giyilebilir elektronikler için güç üretebilir.
Fakat bugüne kadar en büyük problem bu mikropları uygun koşullar altında canlı tutmanın zor olmasıydı. İşte araştırma ekibi G. Sulfurreducens’den elektrik üretmek için canlı tutmanın gerekmediğini keşfetti. Hatta onları canlı tutmak yerine, ölü tutmak çok daha verimli olabiliyordu.
“Bu gerçekten daha verimli oluyor. Elektrik üretmek için gereken prosesi radikal bir biçimde kısalttık. Biyofilm içinde sürdürülebilir bir şekilde hücre üretebiliyoruz ve bunu hücreleri bir araya getirmek için kullanabiliyoruz. Bu enerji girdilerini azaltırken, her şeyi daha basitleştirerek, uygulama alanlarını genişletiyor.
G. sulfurreducens ince dolanık koloniler halinde üretiliyor ve her mikrop yakın komşusuna bağlanarak doğal nano teller oluşturuyor. Ekip bu kolonileri alarak, lazerle küçük devrelere kazıyor. Sonra bu devreler yumuşak gözenekli bir polimerle kaplanarak elektrotların arasına yerleştirildi. Sonra cilde yapıştırılan bu deriden buharlaşan terden elektrik üretiyor.
En ilginci de bu biyofilm, tuzlu suyla çalışan inorganik tabanlı akım jeneratörlerine gelince çok iyi çalışıyor. Giyilebilir elektroniklerdeki en büyük problemin batarya olduğunu düşünürsek, bu doğal biyo-batarya terden elektrik ürettiğinden çok verimli olabilir.
Yapılan testlerde biyofilm yamanın 35. Günde bile ilk gündeki gibi çalıştığı gösterildi. Bu piller vücuda bağlı nabız, solunum veya glukoz sensörü gibi sensörleri çalıştırmada kullanılabiliyor.
Araştırmacılar giyilebilir teknolojiler için terden elektrik üreten biyofilm pillerin birçok yeni teknolojiyi de beraberinde getireceğine inanıyor.
Araştırma Nature Communications dergisinde yayınlandı.
Kaynak: UMass Amherst
Referans:
Xiaomeng Liu, Toshiyuki Ueki, Hongyan Gao, Trevor L. Woodard, Kelly P. Nevin, Tianda Fu, Shuai Fu, Lu Sun, Derek R. Lovley, Jun Yao. Microbial biofilms for electricity generation from water evaporation and power to wearables. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-32105-6
