Sử dụng dây dẫn nano sinh ra từ vi khuẩn, các nhà khoa học tạo ra được điện từ không khí

Ngạc nhiên chưa: Một nhóm các nhà khoa học vừa tìm ra cách tạo được dòng điện tử không khí ẩm, và họ có được đột phá mới nhờ một con vi khuẩn.

Được nhóm nghiên cứu gọi là “Air-gen”, thiết bị tạo điện này hoạt động được khi nước trong không khí quanh nó phản ứng với những sợi tơ dẫn điện nhỏ mức hiển vi sinh do vi khuẩn tổng hợp nên. Công nghệ này vẫn còn trong giai đoạn trứng nước, nhưng đã mang trong mình khả năng trở thành một nguồn điện thay thế cho đồ điện tử.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Massachusetts Amherst là những người thực hiện công trình đáng nể này, và đã đăng tải báo cáo khoa học lên tạp chí Nature hôm thứ Hai vừa rồi.

“Chúng tôi tạo ra điện từ không khí, câu vừa rồi chính xác tới từng từ luôn. Thiết bị Air-gen tạo ra năng lượng sạch 24/7”, kỹ sư điện Jun Yao viết trong thông cáo báo chí. “Đây là ứng dụng tuyệt vời và ấn tượng nhất hiện tại của ngành dây dẫn nano protein”.

Dây dẫn nano là những sợi protein siêu nhỏ (khoảng một phần một tỷ mét) có khả năng dẫn điện, sihn ra từ loài vi khuẩn Geobacter. Nhóm nghiên cứu đã đặt một lớp dây nano đó vào giữa hai điện cực làm từ vàng với diện tích 25mm vuông - họ tạo nên một cái “bánh kẹp dây dẫn nano”.

“Điều xảy ra tiếp theo là tấm màng dây nano ấy sẽ hấp thu hơi ẩm từ không khí và tạo ra một gradient điện, không chỉ xuất hiện ở hơi ẩm thấm trong màng dây nano mà còn trong dòng điện tạo ra”, Derek Lovley, một trong những nhà khoa học chịu trách nhiệm nghiên cứu Geobacter cho hay. “Có vẻ như nước thấm  trên trên bề mặt màng nano đã phóng điện thông qua các phân tử nước. Nhờ hiện tượng này, chúng tôi có thể tạo ra được dòng điện liên tục”.

Theo nghiên cứu chỉ ra, thiết bị nào tạo ra được điện áp khoảng 0,5 volt trong 20 tiếng trước khi “tự sạc lại”; thậm chí các nhà khoa học còn dùng được dòng điện đó để thắp sáng một bóng đèn LED. Tuy nhiên, trước khi những “đột phá” biến thành “thành công”, khoa học luôn phải vượt qua một rào cản nào đó.

Ấy là việc Geobacter không thể tạo ra đủ lượng dây dẫn nano để tạo ra được một hệ thống điện đủ lớn. Không thể dựa dẫm mãi vào Geobacter, các nhóm nghiên cứu tìm tới một cái tên quen thuộc khác của khoa học: khuẩn E. coli. Những phân tích ban đầu cho thấy E. coli là ứng cử viên sáng giá để thay thế Geobacter.

Nhà nghiên cứu Lovley mong rằng khả năng tạo điện từ hư không bằng dây dẫn nano protein sẽ là một phương cách khác giúp con người từ bỏ nhiên liệu tái tạo, nhất là trong tình hình biến đổi khí hậu đang ngày một tồi tệ hơn. Hiện tại, các nhà khoa học đang tìm cách tăng quy mô hệ thống tạo điện để thu được nhiều năng lượng hơn.

Hai ứng dụng được nghĩ tới đầu tiên là smartwatch và smartphone, và giấc mơ lớn “làm ra điện từ không khí” chưa dừng tại đó.

"Mục đích cuối cùng của chúng tôi là tạo ra một hệ thống quy mô lớn. Ví dụ, có thể đính công nghệ này lên tường để tạo ra điện sinh hoạt chẳng hạn. Hoặc chúng tôi có thể tạo ra một máy phát điện sử dụng không khí để cung cấp năng lượng cho lưới điện chung”, giáo sư Yao nói trong thông cáo báo chí. 

“Một khi việc sản xuất dây đạt quy mô công nghiệp, tôi mong rằng ta có thể tạo ra hệ thống đủ lớn để trở thành nguồn cung cấp năng lượng sạch cho thế giới”.

Tham khảo Motherboard