Tháng 01, 2019
Thứ ba
Thứ Bảy, ngày 17/11/2018 07:47 AM (GMT+7)

Không chỉ để ăn, nấm còn có thể dùng để... phát điện

Mua nấm khuy từ cửa hàng tạp hóa, cấy lên chúng một ít vi khuẩn là bạn đã có một hệ thống phát điện của riêng mình.

Giá điện đã và đang tăng theo từng năm và tăng đến mức chúng ta phải chi một khoản tiền không nhỏ chỉ để chạy điều hòa, hoặc sử dụng một chiếc lò vi sóng hay một chiếc tivi. Nhưng viện nghiên cứu Công nghệ Steves của Mỹ cho biết, họ sắp có hệ thống phát điện chỉ với 2 nguyên liệu rất rẻ và dễ tìm là nấm khuy trắng và vi khuẩn.

Không chỉ để ăn, nấm còn có thể dùng để... phát điện - 1

Một cây nấm khuy được phủ mạng lưới graphene nanoribbon (màu đen) sẽ thu thạp điện năng tạo ra từ những vi khuẩn tảo lục (màu xanh)

Trong thử nghiệm mới nhất, các nhà nghiên cứu cấy lên cây nấm khuy trắng một ít vi khuẩn tảo lục, có khả năng tạo ra năng lượng từ ánh sáng mặt trời và phủ lên nấm một lớp màng graphene nanoribbon, vật liệu có thể thu thập dòng điện.

Kết quả là khi chiếu ánh sáng lên cây nấm, dòng điện sinh học được sản sinh.

“Trong trường hợp này, hệ thống của chúng tôi, chính là cây nấm sinh học này sản sinh ra điện”, ông Manu Mannoor, giảng viên Khoa Kỹ thuật chế tạo máy của Viện công nghệ Steves, cho biết.

“Bằng cách tích hợp khuẩn tảo lục, loài sinh vật có thể tạo ra điện trong tự nhiên và loại vật liệu nano có khả năng thu thập dòng điện, chúng tôi đã tiếp cập được những đặc tính độc nhất vô nhị của chúng để tạo ra một hệ thống sinh học thiết thực mới”, ông Manu Mannoor cho biết thêm.

Khả năng tạo ra điện của khuẩn tảo lục rất nổi tiếng trong giới kỹ thuật sinh học. Tuy nhiên, loại vi khuẩn này không sống được lâu trên các bề mặt sinh học tương thích nhân tạo. 

Trong khi đó nấm khuy, một vật chủ tự nhiên của hệ khuẩn microbiota có thể tạo ra môi trường giàu chất dinh dưỡng, độ ẩm, độ pH và nhiệt độ thích hợp để các tế bào khuẩn tảo lục sống lâu hơn vài ngày. “Những cây nấm tạo ra môi trường thích hợp nuôi dưỡng năng lượng để khuẩn tảo lục sinh sôi”, giáo sư Joshi nói.

Không chỉ để ăn, nấm còn có thể dùng để... phát điện - 2

Loại mực sinh học chứa dày đặc vi khuẩn tảo lam sẽ thúc đẩy quá trình sản sinh ra điện của chúng khi quang hợp.

Sau đó, họ sử dụng một máy in 3D để in ra “loại mực chứa điện” đầu tiên trên thế giới chứa thành phần là graphene nanoribbon. Loại mực này sẽ được dùng để “vẽ” một mạng lưới thu thập điện năng, bằng cách hoạt động như một đầu dò nano tiếp cận các electron sinh học được sản sinh ra bên trong các tế bào của khuẩn tảo lục.

Giáo sư Mannoor nói rằng, để hình dung ra quá trình đó hãy tưởng tượng như việc chúng ta cắm một cây kim vào một tế bào đơn lẻ để tiếp cận các tín hiệu điện ở bên trong nó.

Tiếp đến, họ in một loại mực sinh học có chứa khuẩn tảo lục lên mũ của nấm khuy trắng dưới dạng các hoa văn xoắn ốc cắt với lớp mực chứa điện kia ở nhiều điểm. Tại những vị trí này, các electron có thể di chuyển xuyên qua những lớp màng phía ngoài của khuẩn tảo lục tới mạng lưới dẫn điện bằng graphene nanoribbon nói trên. Sau đó, họ chiếu ánh sáng vào cây nấm để kích hoạt quá trình quang hợp của khuẩn tảo lam nhằm tạo ra dòng quang điện.

"Khi chiếu ánh sáng lên nấm sẽ kích hoạt cơ chế quang hợp của vi khuẩn lam, tạo ra các electron sinh học. Các electron này được điều khiển dưới điện áp phân cực trong một quá trình điện hóa", giáo sư Joshi giải thích.

Không chỉ để ăn, nấm còn có thể dùng để... phát điện - 3

Trong tương lai, rất có thể nấm khuy và khuẩn tảo lục trở thành nhà máy điện sinh học cung cấp nguồn điện xanh cho loài người

Tuy nhiên, điện áp sản sinh ra có giá trị rất nhỏ, chỉ cỡ 65 nanoAmps và không đủ cung cấp năng lượng hoạt động cho bất kỳ một thiết bị điện nào. Dù vậy, hai nhà khoa học cho biết, với một hệ thống gồm nhiều cây nấm được làm tương tự thì hoàn toàn có thể tạo ra đủ năng lượng để thắp sáng một bóng đèn LED có công suất thấp.

Công trình nghiên cứu được đăng trên tạp chí khoa học Nano Letters. Đây được xem là nỗ lực cải thiện sự hiểu biết của con người về cơ cấu sinh học cấp tế bào và cách sử dụng những cấu trúc phân tử phức tạp này, để xây dựng những công nghệ mới và những hệ thống hữu ích phục vụ trong chăm sóc sức khỏe, bảo vệ môi trường và các mục đích quốc phòng.

Hoài Thanh (Theo Steves Institute of Technology)

Tin đọc nhiều

Bỏ facebook giúp hạnh phúc hơn Nghiên cứu mới của trường đại học Stanford và đại học New...
Phát hiện đáng lo ngại về hạt nano điều trị ung thư Trong vòng 20 năm qua, thế giới hy vọng nhiều vào việc y...
Tàu ngầm hạt nhân công nghệ cao của Pháp Các thiết bị cơ giới của Pháp, từ rất lâu đã nổi tiếng trên...
Robot mô phỏng loài kiến sa mạc Loại robot kiến sa mạc này có tên là AntBot, được phát triển...