zdjęcie: Xi Chen / Uniwersytet Columbia
zdjęcie: Xi Chen / Uniwersytet Columbia
Stworzono pierwsze urządzenia, które zasilane są przez parowanie wody. Wystarczy kartka wilgotnego papieru, żeby samochodzik jechał a latarka świeciła.
Ostatnio naukowcy i wynalazcy prześcigają się w wymyślaniu skąd brać energię, której coraz więcej zużywamy. Szczególnym zainteresowaniem cieszą się wszelkie źródła energii odnawialnej: ogniwa słoneczne, turbiny wiatrowe, ładowarki wykorzystujące ruchy stóp itd. Do tej listy możemy dopisać jeszcze jedną pozycję – parującą wodę.
Niepozorne ale potężne zjawisko
Nad wykorzystaniem tego źródła energii pracuje zespół Ozgura Sahina na Uniwersytecie Columbia. Dlaczego zajmują się akurat parowaniem? „Parowanie jest fundamentalną siłą natury. Jest wszędzie i jest potężniejsze niż inne siły, takie jak wiatr i fale” – tak Sahin tłumaczy swoje zainteresowanie tym zjawiskiem. Prace tego zespołu dają już namacalne efekty. Udało im się zbudować dwa urządzenia napędzane poprzez parującą wodę: lampkę i samochodzik.
Bakterie w kieracie
Zazwyczaj energię elektryczną uzyskuje się metodami czysto fizycznymi. Tymczasem rozwiązanie zespołu Sahina jest z pogranicza fizyki i biologii. Do niewolniczej pracy w minielektrowni zaprzęgnięte zostały bakterie. Na taśmie podobnej do taśmy magnetofonowej przyklejono endospory laseczki siennej. To bardzo dobrze zbadana bakteria często występująca w glebie i czasem (niestety) w chlebie. Okazuje się, że taśma z przyklejonymi jej endosporami w suchym powietrzu się kurczy a w wilgotnym rozszerza. Od zaobserwowania tego efektu do zbudowania pierwszego silniczka był już tylko krok.
Jak działa taki silniczek? Na przykład tak: Mamy pudełko, którego zamknięcie połączone jest z taśmą z endosporami. W pudełku znajduje się parujący materiał. Na początku jest w miarę sucho i taśma jest skurczona a pudelko szczelne. Woda paruje i wilgotność wzrasta. Taśma się rozszerza, więc pudełko się otwiera. Para wodna ucieka, wilgotność spada, pudełko się zamyka. I tak w kółko. Silniczek pracuje.
Jak to wykorzystać
Pierwsze zbudowane w ten sposób urządzenia są malutkie. Na przykład napędzany parowaniem samochodzik jest zaledwie stugramowy. Jego twórcy przewidują, że przy wykorzystaniu większej liczby endosporów (na razie nakładali je ręcznie, co mocno ograniczyło ich liczbę) i ulepszeniu taśmy uzyskana moc będzie dużo większa. Twierdzą nawet, że nie ma ograniczeń, żeby zbudować prawdziwy samochód z takim silnikiem lub elektrownię na powierzchni morza. Taka elektrownia dawałaby więcej prądu na powierzchnię zajętego terenu niż obecne farmy wiatrowe.
Zresztą, do napędzania pierwszych urządzonek nie potrzebne było dużo – wystarczyła kartka wilgotnego papieru. Czekamy zatem na ładowarki, które zamiast podłączać do gniazdka będziemy zanurzać w wodzie. Może już za kilka lat?
Działanie urządzeń napędzanych parującą wodą zostało dokładnie opisane w najnowszym numerze Nature Communications. A ci, którzy lubią oglądać powolne działanie maszyn, mogą zrelaksować się przy filmiku prezentującym te silniczki.
https://www.youtube.com/watch?v=d_VkSPV7d2I
