Terden Elektrik Üreten Cihazlar: Geçmişten Bugüne
Geobacter sulfurreducens türü bakterilerin elektrik üretmesi, bilim insanları tarafından yaklaşık 30 yıldır bilinmektedir. Bu özellikleri nedeniyle, geçmişte “mikrobiyal bataryalar” olarak adlandırılan cihazlar üretilmiş ve elektronik aletlere güç sağlamak için kullanılmıştır. Ancak bu bataryaların en büyük zayıflığı, canlı tutmak için sürekli besin sağlanması gereken bakterilere bağımlı olmalarıdır.
Yeni Bir Teknoloji: Besin Olmadan Elektrik Üreten Cihazlar
Massachusetts Üniversitesinden Prof. Dr. Jun Yao ve ekibi, Geobacter sulfurreducens bakterilerini kullanarak besin gerektirmeyen ve uzun süre elektrik üretebilen bir cihaz geliştirmeyi başardılar. Bu sayede, önceden kullanılan canlı bakterilere bağımlılık sorunu ortadan kalktı.
Cihaz Nasıl Çalışıyor?
Yeni geliştirilen bataryalarda, genetiği değiştirilmiş ölü Geobacter sulfurreducens bakterileri kullanılıyor. Bu bakterilerin biyofilmler içinde çoğaltılması ve daha sonra birbirine doğal nanotellerle bağlanmış bakterilerden oluşan ince filmlerin kullanılmasıyla bir batarya üretiliyor.
Biyofilmler, lazerle oyularak küçük devreler oluşturulduktan sonra elektrotların arasına yerleştiriliyor. Son olarak, elde edilen yapı yumuşak, yapışkan ve hava geçiren bir polimerle kaplanıyor.
Cihazın Gücü
Üretilen cihazlar, buharlaşan sıvılardan aldığı enerjiyi elektriğe dönüştürerek çalışıyor. 40 mikrometre kalınlığındaki bir biyofilm katmanı, santimetrekare başına 1 mikrowatt güç sağlayabiliyor. Araştırmacılar, bir dizi cihazı seri olarak birbirine bağlayarak 0,45 volt elektrik potansiyeli elde etmeyi başarmışlardır.
Testler sırasında, bir dizi cihazın kullanılmasıyla ufak bir LCD ekranın çalıştırılabildiği görülmüştür. Ayrıca, bir gönüllünün boynuna yapıştırılan bataryadan güç alan bir sensörle, yutkunma sırasında ortaya çıkan mekanik sinyaller tespit edilebilmiştir.
Giysilerimizdeki Devrim: Terden Elektrik Üreten Cihazlar
Bugün giyilebilir teknolojilerin gelişimini sınırlayan en önemli etkenlerden biri, bu teknolojilere enerji sağlayan bataryalardır. Ancak yeni geliştirilen besinsiz bataryalar, ufak cihazların çalıştırılması için yeterli miktarda elektrik üretebilmektedir. Bu nedenle, bu bataryaların giysilere entegre edilerek terden elektrik üretme potansiyeli bulunmaktadır. Üstelik, bakım gerektirmeden uzun süre çalışabilme özelliği sayesinde, bu teknolojilerin kullanım alanı daha da genişleyebilir.
İleriye Doğru Adımlar
Gelecekte, bu yeni teknolojinin daha da geliştirilerek farklı alanlarda kullanılabileceği düşünülmektedir. Örneğin, yara bandı gibi deriye yapıştırılarak vücut ısısından ve terden elektrik üretebilir. Ayrıca, bu teknoloji sayesinde giysilerdeki bataryaların değiştirilmesi veya şarj edilmesine gerek kalmayabilir. Bu da kullanıcıların hayatını kolaylaştıracak ve giysilerin daha fonksiyonel hale gelmesine yardımcı olacaktır.
Sonuç
Yeni geliştirilen besinsiz bataryalar, terden elektrik üretme potansiyeli sayesinde giyilebilir teknolojilerin gelişimini büyük ölçüde ilerletebilir. Bununla birlikte, gelecekteki gelişmelerle birlikte daha da kullanışlı ve pratik bir hal alabileceği düşünülen bu teknoloji, hayatımızda büyük bir değişime neden olabilir.
Detaylı bilgiye Nature Communications‘ta yayımlanan makaleden ulaşabilirsiniz.