Шахин – биофизик, который несколько месяцев наблюдал за протеканием интересного природного явления: споры бактерий в процессе впитывания влаги из воздуха и последующего её выделения меняются в размере. Использовав в эксперименте споры почвенных микроорганизмов Bacillus subtilis, относительное изменение объема которых при перемещении из сухой среды во влажную и обратно достигает 6%, ученый выложил их на поверхности согнутых полимерных листов тонким слоем.
Изменение влажности среды обеспечило увеличение и уменьшение объемов бактерий и, как следствие, сгибание и разгибание полимерных листов. Чтобы усилить эффект, Шахин связал несколько листов и получил искусственные мышцы, которые при изменении относительной влажности воздуха с 30% до 80% удлинялись на 400%. Биофизик заметил, что толщина слоя бактерий снижает скорость реакции искусственных мышц на перепады влажности, поэтому этот параметр в эксперименте он ограничил 3 мкм.
Искусственные мышцы, созданные Шахином, реагируют на изменение влажности в течение трех секунд. Они способны поднимать грузы, масса которых в 500 больше их собственной, и выдерживают более миллиона циклов расширения и сжатия.
Для демонстрации возможностей мышц биофизик разработал конструкцию, в которой энергия для горения светодиодной лампочки вырабатывалась мускулом от одной капли воды. В другом опыте колесо начинало вертеться за счет разницы во влажности между зонами, одна из которых была открыта, другая – закрыта колпаком. Энергия, которая получалась от колеса, была использована Шахином для запуска игрушечной машинки массой 100 г.
Эксперты отмечают, что градиенты влажности – явление распространенное, поэтому у технологии, разработанной Шахином, большое будущее. Энергия, собираемая на небольших участках, обеспечит возможность повсеместной зарядки компактных персональных гаджетов, систем освещения и других устройств аналогичного масштаба.
Читайте также:
