Новое устройство называют биотопливным элементом (biofuel cell). Оно использует энергию растительного и животного метаболизма и не выделяет никакого ядовитого побочного продукта. Правда, первый элемент такого рода, изготовленный Адамом Хеллером (Adam Heller) и его коллегами из Техасского университета в Остине (University of Texas at Austin), выдает только 2,4 микроватта электроэнергии, и чтобы заставить гореть от виноградин одну-единственную лампочку, потребовалось бы задействовать несколько миллионов таких "батареек". Но и такой малости вполне хватит, чтобы запитать кремниевый чип для крошечного датчика или передатчика.
Словосочетание "батарейка из винограда" звучит достаточно подозрительно и напоминает картофельную батарею, демонстрируемую иногда на школьных занятиях химией (в такой батарее электричество течет между полосами меди и цинка, воткнутыми в картофелину). Но тут принцип действия иной. В картофельной батарее электрическая энергия вырабатывается при реакции между двумя металлами и кислотой в овоще. А биотопливный элемент работает на глюкозе и кислороде, обычных источниках энергии в клетках растений и животных.
Элемент состоит из двух углеродистых электродов толщиной с волосок и длиной в несколько сантиметров. Расстояние между этими электродами составляет несколько миллиметров. Метаболизм вызывает перемещение электронов от глюкозы к кислороду. В биотопливном элементе эти электроны текут через цепь между одним электродом, называемым анодом, где расщепляется глюкоза, и другим, катодом, где кислород преобразуется в воду. Две эти реакции вызывают ферменты, прикрепленные к тонким усикам электродов. Это очень легкое устройство и себестоимость его - всего несколько центов. Пока проведены только предварительные эксперименты, и при этом выяснилось, что производительность устройства за день понижается до четверти исходной. Усовершенствованные элементы могли бы в конечном счете работать и в течение недели.
Биотопливные элементы должны также работать и от телесных жидкостей. Это позволит создать крошечные автономные датчики, внедряемые в рану после хирургической операции - для того, например, чтобы, исходя из температуры прооперированного органа, судить о развитии возможной инфекции (непонятно правда, не проще ли для этой цели использовать какой-нибудь инфракрасный сканер?). Другой возможный способ применения новшества состоит в том, чтобы подключать крошечные датчики на таких батарейках к растениям и считывать какие-нибудь данные для экологов - вроде уровней освещенности или концентраций газов.
Устройство работает лучше всего, когда имеется достаточное количество глюкозы, например, в винограде. Хеллер и его коллеги теперь надеются заставить работать свои "батарейки" в насекомых или маленьких животных и подвести за счет этого ток к датчикам, которые будут отслеживать их движения. Испытания на кузнечиках пока не удались, говорится в сообщении (непонятно, то ли кузнечики подохли при операции, то ли просто отказались вырабатывать какой-либо ток).
Источник:
Electricity extracted from grape - Nature News Service
