TX, 02/08/2022
Por Daegan Miller
Pesquisadores da Universidade de Massachusetts Amherst anunciaram recentemente que descobriram como projetar um biofilme que colhe a energia na evaporação e a converte em eletricidade. Este biofilme, que foi anunciado na Nature Communications, tem o potencial de revolucionar o mundo da eletrônica vestível, alimentando tudo, desde sensores médicos pessoais até eletrônicos pessoais.
"Esta é uma tecnologia muito empolgante", diz Xiaomeng Liu, estudante de pós-graduação em engenharia elétrica e de computação na Faculdade de Engenharia da UMass Amherst e principal autor do artigo. "É uma verdadeira energia verde e, ao contrário de outras fontes ditas de 'energia verde', sua produção é totalmente verde."
Isso porque esse biofilme — uma fina folha de células bacterianas com a espessura de uma folha de papel — é produzido naturalmente por uma versão modificada da bactéria Geobacter sulfurreducens. G. sulfurreducens é conhecido por produzir eletricidade e foi usado anteriormente em "baterias microbianas" para alimentar dispositivos elétricos. Mas essas baterias exigem que G. sulfurreducens seja devidamente cuidado e alimentado com uma dieta constante. Por outro lado, esse novo biofilme, que pode fornecer tanta, se não mais, energia do que uma bateria de tamanho comparável, funciona e funciona continuamente, porque está morto. E porque está morto, não precisa ser alimentado.
"É muito mais eficiente", diz Derek Lovley, Destacado Professor de Microbiologia da UMass Amherst e um dos principais autores do artigo. "Simplificamos o processo de geração de eletricidade reduzindo radicalmente a quantidade de processamento necessária. Cultivamos de forma sustentável as células em um biofilme e, em seguida, usamos essa aglomeração de células. Isso reduz os insumos de energia, simplifica tudo e amplia o aplicações potenciais."
O segredo por trás deste novo biofilme é que ele produz energia a partir da umidade da pele. Embora leiamos diariamente histórias sobre energia solar, pelo menos 50% da energia solar que chega à Terra vai para a evaporação da água. "Esta é uma enorme e inexplorada fonte de energia", diz Jun Yao, professor de engenharia elétrica e de computação da UMass, e outro autor sênior do artigo. Como a superfície da nossa pele está constantemente úmida de suor, o biofilme pode se "plugar" e converter a energia bloqueada na evaporação em energia suficiente para alimentar pequenos dispositivos.
"O fator limitante dos eletrônicos vestíveis", diz Yao, "sempre foi a fonte de alimentação. As baterias estão acabando e precisam ser trocadas ou carregadas. Elas também são volumosas, pesadas e desconfortáveis". Mas um biofilme claro, pequeno e fino, flexível, que produz um fornecimento contínuo e constante de eletricidade e que pode ser usado, como um band-aid, como um adesivo aplicado diretamente na pele, resolve todos esses problemas.
O que faz tudo isso funcionar é que G. sulfurreducens cresce em colônias que parecem esteiras finas, e cada um dos micróbios individuais se conecta a seus vizinhos por meio de uma série de nanofios naturais. A equipe então colhe esses tapetes e usa um laser para gravar pequenos circuitos nos filmes. Depois que os filmes são gravados, eles são colocados entre os eletrodos e finalmente selados em um polímero macio, pegajoso e respirável que você pode aplicar diretamente na pele. Uma vez que esta pequena bateria é "conectada" aplicando-a ao seu corpo, ela pode alimentar pequenos dispositivos.
"Nosso próximo passo é aumentar o tamanho de nossos filmes para alimentar eletrônicos mais sofisticados para uso na pele", diz Yao, e Liu ressalta que um dos objetivos é alimentar sistemas eletrônicos inteiros, em vez de dispositivos únicos.
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Fonte:https://techxplore.com/news/2022-08-biofilm-capable-long-term-electricity.html
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