El empleo de materiales renovables para fabricar dispositivos de captación de energía limpia puede mejorar aún más la sostenibilidad. Los microorganismos pueden producirse en masa con materias primas renovables.
Investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst han demostrado que una biopelícula microbiana es un material cohesivo y flexible que recoge la energía de la evaporación y la convierte en electricidad.
Esta biopelícula tiene el potencial de revolucionar el mundo de la electrónica portátil, alimentando todo tipo de dispositivos, desde los sensores médicos personales hasta la electrónica personal.
La biopelícula es una fina lámina de células bacterianas del grosor de una hoja de papel. La produce de forma natural una versión modificada de la bacteria Geobacter sulfurreducens. Se sabe que este microbio produce electricidad y se ha utilizado anteriormente en «baterías microbianas» para alimentar dispositivos eléctricos. Pero estas baterías requieren que el G. sulfurreducens sea cuidado adecuadamente y alimentado con una dieta constante.
En cambio, la nueva biopelícula, que puede suministrar tanta energía como una batería de tamaño comparable, funciona continuamente porque está muerta. Y como está muerta, no necesita ser alimentada.
Es mucho más eficaz. Hemos simplificado el proceso de generación de electricidad reduciendo radicalmente la cantidad de procesos necesarios. Cultivamos las células de forma sostenible en una biopelícula y luego utilizamos esa aglomeración de células. Esto reduce los insumos energéticos, simplifica todo y amplía las aplicaciones potenciales.
Derek Lovley, catedrático de microbiología de la UMass Amherst
Cómo funciona.
El G. sulfurreducens crece en colonias que parecen delgadas esteras, y cada uno de los microbios individuales se conecta a sus vecinos a través de una serie de lo que el equipo de investigación llama «nanocables naturales«.
A continuación, el equipo recoge estas esteras y graba en ellas pequeños circuitos con un láser.
Luego, los intercala entre los electrodos y finalmente los sella en un polímero suave, pegajoso y transpirable que puede aplicarse directamente sobre la piel.
Como la superficie de nuestra piel está constantemente húmeda por el sudor, la biopelícula puede «enchufarse» y convertir la energía encerrada en la evaporación en energía suficiente para alimentar pequeños dispositivos.
Los investigadores afirman que el factor limitante de la electrónica vestible siempre ha sido el suministro de energía. Las baterías se agotan y hay que cambiarlas o cargarlas. Además, son voluminosas, pesadas e incómodas. Pero una biopelícula transparente, pequeña, fina y flexible que produce un suministro continuo y constante de electricidad y que puede llevarse, como una tirita, como un parche aplicado directamente a la piel, resuelve todos estos problemas.
Durante los experimentos, el parche de biopelícula aplicado sobre la piel sudorosa produjo una energía comparable a la producida con la solución salina y mantuvo su rendimiento después de 18 horas. Incluso la piel no sudorosa generó una producción eléctrica considerable, lo que demuestra que una secreción continua de humedad de bajo nivel de la piel es suficiente para impulsar esta producción hidroeléctrica.
En las pruebas de laboratorio, el dispositivo mantuvo una producción de corriente constante durante más de 30 días. Podría ser un candidato prometedor para la alimentación continua de aparatos electrónicos portátiles.
«Nuestro próximo paso es aumentar el tamaño de nuestras películas para alimentar aparatos electrónicos más sofisticados que se pueden llevar en la piel«, dice Yao, y Liu señala que uno de los objetivos es alimentar sistemas electrónicos completos en lugar de dispositivos individuales.
Vía www.umass.edu
Deja una respuesta