Статьи

Энергия бактерий, вращающих наношестеренку

20 Ноя 2009

Появилась технология, которая позволяет извлекать энергию из движения бактерий. Опыты проводились на бактериях Escherichia coli, хаотически передвигающихся в жидкой среде посредством жгутика. Была спроектирована наношестеренка, размеры которой сравнимы с размерами бактерий.

Если поместить шестеренку в сосуд с бактериями, хаотично двигаясь, они будут ударяться о зубцы и таким образом вращать ее. Проблема заключается в том, что бактериальные клетки плавают в сосуде во всех направлениях и вращают шестеренку как по часовой стрелке, так и против, в результате чего суммарный вращательный момент равен нулю.

Однако не стоит забывать, что бактериальная система является "открытой", то есть в ней всегда есть обмен веществом и энергией с окружающей средой. В такой системе теоретически возможно "добиться" направленного движения и извлекать из этого движения энергию.

Заставить бактерии вращать шестеренку в нужном направлении удалось следующим способом: размеры шестеренки были значительно увеличены по сравнению с размерами одной бактериальной клетки (диаметр составил 48 икрометров, толщина - 10 микрометров). Кроме того, шестеренка обладала асимметричными зубцами, благодаря чему большая часть ударов бактерий приходилась в одном направлении и вращение все-таки происходило. Результирующая скорость была равна 2 микрометрам в секунду. При этом сами бактерии развивали скорость в среднем до 20 микрометров в секунду.

На данный момент КПД такой системы низкий, но ученые пришли к выводу, что ее эффективность может быть повышена. Планируется провести опыты с другими видами бактерий, обладающих жгутиками и, соответственно, способными перемещаться в пространстве. Кроме того постоянно ведется разработка новых видов шестеренок, которые позволили бы довести до максимума движение в одном из направлений. Сама технология извлечения энергии из движения бактерий считается очень перспективной.

Начало активности (дата): 20.11.2009

← Возврат к списку