Insinyur tim biofilm mampu menghasilkan listrik berkelanjutan jangka panjang dari keringat Anda
Para peneliti di University of Massachusetts Amherst baru-baru ini mengumumkan bahwa mereka telah menemukan cara untuk merekayasa biofilm yang memanen energi dalam penguapan dan mengubahnya menjadi listrik. Biofilm ini, yang diumumkan di Nature Communications, memiliki potensi untuk merevolusi dunia elektronik yang dapat dikenakan, menggerakkan segalanya mulai dari sensor medis pribadi hingga elektronik pribadi.
"Ini adalah teknologi yang sangat menarik," kata Xiaomeng Liu, mahasiswa pascasarjana di bidang teknik listrik dan komputer di UMass Amherst's College of Engineering dan penulis utama makalah tersebut. "Ini adalah energi hijau yang nyata, dan tidak seperti sumber 'energi hijau' lainnya, produksinya benar-benar hijau."
Itu karena biofilm ini -- lembaran tipis sel bakteri setebal selembar kertas -- diproduksi secara alami oleh bakteri Geobacter sulfurreducens versi rekayasa. G. sulfurreducens diketahui menghasilkan listrik dan telah digunakan sebelumnya dalam "baterai mikroba" untuk memberi daya pada perangkat listrik. Tetapi baterai tersebut mengharuskan G. sulfurreducens dirawat dengan benar dan diberi makan makanan yang konstan. Sebaliknya, biofilm baru ini, yang dapat memasok energi sebanyak, jika tidak lebih, daripada baterai berukuran sebanding, bekerja, dan bekerja terus menerus, karena sudah mati. Dan karena sudah mati, tidak perlu diberi makan.
"Ini jauh lebih efisien," kata Derek Lovley, Profesor Mikrobiologi di UMass Amherst dan salah satu penulis senior makalah tersebut. "Kami telah menyederhanakan proses pembangkitan listrik dengan secara radikal mengurangi jumlah pemrosesan yang diperlukan. Kami menumbuhkan sel secara berkelanjutan dalam biofilm, dan kemudian menggunakan aglomerasi sel itu. Ini memotong input energi, membuat segalanya lebih sederhana dan memperluas jangkauan aplikasi potensial."
Rahasia di balik biofilm baru ini adalah itu menghasilkan energi dari kelembapan pada kulit Anda. Meskipun kita setiap hari membaca cerita tentang tenaga surya, setidaknya 50% dari energi matahari yang mencapai bumi digunakan untuk menguapkan air. "Ini adalah sumber energi yang sangat besar dan belum dimanfaatkan," kata Jun Yao, profesor teknik listrik dan komputer di UMass, dan penulis senior makalah lainnya. Karena permukaan kulit kita selalu lembab oleh keringat, biofilm dapat "dipasang" dan mengubah energi yang terkunci dalam penguapan menjadi energi yang cukup untuk menyalakan perangkat kecil.
"Faktor pembatas dari barang elektronik yang dapat dipakai," kata Yao, "selalu menjadi catu daya. Baterai habis dan harus diganti atau diisi dayanya. Mereka juga besar, berat, dan tidak nyaman." Tetapi biofilm fleksibel yang bening, kecil, tipis yang menghasilkan pasokan listrik yang terus menerus dan stabil dan yang dapat dipakai, seperti Band-Aid, sebagai tambalan yang dioleskan langsung ke kulit, menyelesaikan semua masalah ini.
Apa yang membuat semua ini berhasil adalah bahwa G. sulfurreducens tumbuh di koloni yang terlihat seperti tikar tipis, dan masing-masing mikroba individu terhubung ke tetangganya melalui serangkaian kawat nano alami. Tim kemudian memanen tikar ini dan menggunakan laser untuk mengetsa sirkuit kecil ke dalam film (lapisan tipis). Setelah film tergores, mereka diapit di antara elektroda dan akhirnya disegel dalam polimer yang lembut, lengket, dan dapat bernapas yang dapat Anda aplikasikan langsung ke kulit Anda. Setelah baterai kecil ini "dicolokkan" dengan menerapkannya ke tubuh Anda, itu dapat memberi daya pada perangkat kecil.
"Langkah kami selanjutnya adalah meningkatkan ukuran film kami untuk memberi daya pada perangkat elektronik yang dapat dipakai di kulit yang lebih canggih," kata Yao, dan Liu menunjukkan bahwa salah satu tujuannya adalah untuk memberi daya pada seluruh sistem elektronik, bukan perangkat tunggal.
Penelitian ini dikembangkan oleh Institute for Applied Life Sciences (IALS) di UMass Amherst, yang menggabungkan keahlian mendalam dan interdisipliner dari 29 departemen untuk menerjemahkan penelitian mendasar menjadi inovasi yang bermanfaat bagi kesehatan dan kesejahteraan manusia.
(Materials provided by University of Massachusetts Amherst)
***
Solo, Minggu, 14 Agustus 2022. 8:33 am
'salam hangat penuh cinta'
Suko Waspodo
suka idea
antologi puisi suko
Ikuti tulisan menarik Suko Waspodo lainnya di sini.
