Jak získávat obnovitelnou energii snadno a rychle? Nový pokus spojuje tři různé technologie do tzv. bionické houby, která generuje elektřinu ze slunečního záření.
Celý pokus, který měl na starosti tým pod vedením Manu Mannoora ze Stevensova technologického institutu (SIT) v New Jersey, započal koupí houby pečárky (Agaricus), jež byla následně vylepšena o dva 3D vytištěné komponenty.
Jedním z nich byl materiál s fotosyntetickými sinicemi generujícími elektřinu, druhým byly grafenové nanopásky, které vedly proud. Vše následně spojil dohromady vodivý inkoust, jenž byl taktéž natisknut ve 3D provedení.
Vzešel tak bionický systém, který je schopen vydávat malé množství proudu. Jde o opravdu pozoruhodný způsob výroby elektřiny bez fosilních paliv.
Žampion v nanotechnologickém obleku
Pokusy spojení 3D tisku s bakterií probíhaly již dříve, avšak tisk bakterií se prováděl na neživé hmotě, na níž sinice nedokázaly přežít delší dobu.
Proto se odborníci rozhodli, že umělý povrch nahradí živým, a tak jako podklad použili houby, které pro bakterie, jež na nich žijí, vytvářejí přirozený ekosystém – živá hmota tak pokusným sinicím poskytuje dostatečný přísun potravy a vydrží tedy i delší dobu.
Jejich životnost byla o několik dní delší než životnost bakterií, rostoucích na křemíku či na mrtvé houbě, které sloužily vědcům jako kontrolní skupina.
Houby v roli generátorů
Buňky sinic se připevnily pomocí sítě, jež byla vytištěna ze speciálního bio-inkoustu, umístěném spirálovitě na klobouku houby.
Kombinace bakterií a hub dává možnost procesu generování fotosyntetické bioelektroaktivity, což je proces převádění světla na malé množství elektrické energie. Vědecký tým dále došel k poznatku, že tvar a hustota tisku sinic ovlivňuje jejich produkci.
3D tisk dokázal ze sinic vytáhnout osminásobně více elektřiny v porovnání s alternativními metodami. Tento způsob výroby však produkuje malé množství elektřiny. Pro větší množství by bylo potřeba mnohem více takto modifikovaných hub. Propojení několika bionických hub by pak umožnilo rozsvítit lampičku.
Biohybrid posouvá hranice
Pro budoucí generace představuje tento výzkum velikou možnost operovat na poli biohybridních aplikací. Některé bakterie vydávají záři, zatímco jiné jsou schopny detekovat toxiny nebo produkovat palivo.
Díky práci vědců si lze představit široké spektrum možností pro příští generace biohybridních aplikací.
„Skrze integraci mikrobů a nanomateriálů můžeme potenciálně realizovat biohybridní aplikace užitečné pro ekologii, obranu, zdravotnictví a řadu dalších oborů,“ řekl Mannoor.
Jaké je využití v praxi?
Výzkum nemá prozatím praktického využití, čeká se na průmyslovou produkci grafenu či na dořešení otázky životnosti podobné houby a sinic.
Různé vědecké týmy přistupují k problematice odlišně, např. uvažují o využití termálních solárních elektráren, sešněrování umělé fotosyntézy nebo zvýšení užitku organických solárních panelů.
Prozatím se neví, které řešení bude tím nejlepším, jedno je však jisté – solární energie by mohla tvořit velmi významnou složku.
