Un nuovo dispositivo di UMass Amherst alimenta i piccoli dispositivi elettronici dall'umidità nell'aria

2 giorni fa p Tyler Charboneau Gli scienziati dell'Università del Massachusetts di Amherst hanno svelato nuove biotecnologie che potrebbero essere la risposta per l'elettricità pulita. Coniato Air-gen, la soluzione utilizza proteine ​​naturali per convertire l'umidità ambientale in energia. Queste proteine ​​sono disposte in griglie di nanofili tramite Geobacter, un batterio che si trova comunemente nel suolo e negli ambienti acquatici.
Secondo lo studio di Sushmita Poddar e Surbhi Khurana su Geobacter, Geobacter ha capacità di trasferimento di elettroni uniche che lo rendono particolarmente adatto nelle applicazioni elettroniche. Air-gen collega gli elettrodi con i nanofili, formando un percorso di trasferimento per l'elettricità. Può anche funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Secondo i ricercatori, questa energia è "verde", economica e rinnovabile. Queste qualità sono particolarmente utili nell'elettronica portatile, che non può raccogliere energia dal vento o dall'energia solare. "L'energia solare richiede la luce solare, l'energia eolica richiede il vento", ha detto il dottor Xiaomeng Liu in un'intervista al Daily Hampshire Gazette.
"Ma l'umidità esiste nel nostro ambiente ovunque, quindi ciò significa che il nostro dispositivo può funzionare ovunque e nella notte." Mentre l'energia eolica e solare dipendono dal dispositivo di raccolta dell'energia che si trova all'esterno, Air-gen può funzionare sia all'aperto che al chiuso. Secondo un articolo di Nature sulla generazione di energia dall'umidità ambientale mediante nanofili di proteine, la tecnologia di raccolta dell'umidità passata potrebbe catturare energia solo in brevi raffiche. In che modo il fattore di forma del dispositivo gioca un ruolo? Ogni film di nanofili ha uno spessore di soli 10 micron, risparmiando preziose proprietà immobiliari. I ricercatori hanno in programma di adattare Air-gen in una patch compatta nella speranza di sostituire le batterie in piccoli dispositivi elettronici.
Questa patch funzionerà in modo più efficace con dispositivi di consumo come smartwatch e monitor di fitness. I ricercatori hanno rivelato al Daily Hampshire Gazette che Air-gen si è distinta per alimentare piccoli schermi a LED e LCD fino a questo punto. Tuttavia, i leader del progetto suggeriscono che questi strati di pellicola possono essere concatenati per soddisfare requisiti di alimentazione più robusti.
Questi dispositivi sono essenzialmente sempre accesi, quindi è fortemente desiderato tutto ciò che mitiga la necessità di ricarica. È anche possibile che Air-gen possa includere una soluzione di accumulo di energia a lungo termine simile a quella degli array solari. Gli scienziati dovranno garantire che questi nanostrati rimangano flessibili. Questo proteggerà i percorsi di conducibilità da danni acuti e accumulati. La durata dipenderà da come sono organizzati questi componenti Air-gen. I produttori installeranno nano-patch esternamente a causa della loro dipendenza dall'umidità ambientale.
L'elettronica più piccola sarà il banco di prova ideale prima dell'implementazione commerciale. Sorprendentemente, questo salto di Air-gen è possibile a causa di una svolta svolta da E. coli.
E. coli produce molti più nanofili proteici rispetto al Geobacter. Di conseguenza, consente alle aziende di creare patch considerevoli per applicazioni complesse.
Mentre ci sono domande sulla scalabilità a cui rispondere, il microbiologo UMere Amherst Derek Lovley e l'ingegnere elettrico Jun Yao sono estremamente ottimisti. La realizzazione di strati di nanofili da entrambi i microrganismi rappresenta una sfida ingegneristica unica. Se questa tecnologia può diventare onnipresente, può alleviare molte preoccupazioni ambientali, poiché l'energia pulita rimane un punto di discussione cruciale.
Sembra che Air-gen non sia l'obiettivo finale del laboratorio. Yao prende in giro che sono state sviluppate numerose altre applicazioni di nanofili proteici, indicando che le innovazioni nell'elettronica dei nanofili stanno arrivando