Бактерии с недавних пор стали очень популярны среди инженеров, так как они могут дать возможности, которые не смогут предоставить привычные материалы. Большая часть надежд на бактерий возлагается в области энергетики, так как при помощи бактерий можно строить микробные топливные элементы. В этот раз исследователи из Университета Бингемтона предлагают питать носимую электронику своими собственными бактериями при помощи гибкой растягивающейся ткани.
«Среди множества гибких и комплексных тканей на основе батарей и накопителей энергии, MFCs (микробные топливные элементы) являются, пожалуй, самыми неразвитыми для применения людьми, так как цитотоксичность микроорганизмов может вызвать проблемы со здоровьем», — говорит Сеохун Чой: «Однако если учесть, что в организме человека больше бактериальных клеток, чем клеток человека, то прямое использование бактериальных клеток в качестве энергетического ресурса, взаимозависимого от человеческого организма, возможно для носимой электроники.»
Чой исследовал возможности MFCs используя бактерии синегнойной палочки в качестве катализатора. Полученное устройство имеет максимальную мощность 6,4 мкВт см−2, что аналогично подобным устройствам на бумажной основе. Он также демонстрирует стабильную, долговечную работу даже при многократном изгибе формы.
«Структура состояла из анода и катода, помещенного в единую реакционную камеру без разделительной мембраны. Анодная камера была специально спроектирована таким образом, чтобы быть проводящей и гидрофильной для сбора электроэнергии из бактериальных клеток в жидкости, в то время как катод использовал пару оксида серебра и редокс серебра в качестве твердотельного материала для текстильной электроники.» — рассказал Чой.
Одним из преимуществ однокамерного мембранного подхода, который является отхождением от типичного дизайна батареи, является то, что он упрощает производство батареи. Используя подход пакетного изготовления, Чой и его команда смогли одновременно построить 35 отдельных устройств, и исследователи говорят, что такой подход может революционизировать массовое производство текстильных MFCs.
