“Trại gió” tạo ra năng lượng từ vi khuẩn cực nhỏ dùng cho điện thoại

Một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Oxford đã phát hiện ra cách di chuyển tự nhiên của vi khuẩn có thể tạo ra năng lượng cho các “trại gió”cực nhỏ - hay các máy mi ni nhân tạo khác, chẳng hạn như các linh kiện của smartphone.

Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Science Advances, đã sử dụng những mô phỏng máy tính và chứng minh rằng hiệu ứng đám đông hỗn loạn của vi khuẩn hoạt động với mật độ dày đặc có thể làm quay các rôto hình trụ và cung cấp một nguồn năng lượng ổn định.

Các nhà nghiên cứu cho biết, một ngày nào đó những nhà máy điện sinh học này có thể là những động cơ siêu nhỏ dùng trong các thiết bị mini nhân tạo, chúng tự lắp ráp và tự cung cấp năng lượng - tất cả mọi thứ từ các công tắc quang học đến các micro ở smartphone.

Đồng tác giả của nghiên cứu, Tiến sĩ Tyler Shendruk, từ Khoa Vật lý của Đại học Oxford, cho biết: "Nhiều thách thức năng lượng trong xã hội ở quy mô gigawatt, tuy nhiên một số hết sức nhỏ. Giải pháp tiềm năng để tạo ra một lượng nhỏ năng lượng cho các máy mini có thể trực tiếp thu được từ các hệ thống sinh học như huyền phù vi khuẩn".

Huyền phù vi khuẩn có mật độ dày đặc là một ví dụ hoàn hảo về dung dịch tích cực chảy một cách tự nhiên. Trong đó, các vi khuẩn đang bơi có khả năng nhóm lại và điều khiển dòng hỗn loạn, và nguồn năng lượng hữu ích đã được lấy từ đó.

Tuy nhiên, khi nhóm nghiên cứu ở Oxford đặt một lưới gồm 64 rôto mini đối xứng vào dung dịch tích cực này, các nhà khoa học phát hiện ra rằng, vi khuẩn tự tổ chức một cách tự phát theo cách như vậy, làm cho các rôto lân cận bắt đầu quay theo chiều ngược nhau - một cơ cấu tổ chức đơn giản gợi nhớ đến các “trại gió”.

Tiến sĩ Shendruk cho biết thêm: "Điều tuyệt vời là chúng ta không phải thiết kế trước các tua bin có hình bánh răng. Các rôto tự lắp ráp thành một “trại gió” vi khuẩn”. "Khi chúng tôi xây dựng mô phỏng với một rôto duy nhất trong một hỗn loạn vi khuẩn, nó đã bị đá xung quanh một cách ngẫu nhiên. Tuy nhiên, khi chúng tôi đặt một loạt các rôto vào dung dịch sống, thì đột nhiên mô hình được hình thành đều đặn với các rôto bên cạnh nhau quay theo chiều ngược nhau”.

Đồng tác giả Tiến sĩ Amin Doostmohammadi, từ Khoa Vật lý của Đại học Oxford, cho biết: "Khả năng đạt được một lượng nhỏ công cơ học từ hệ thống sinh học là rất giá trị bởi vì chúng không cần năng lượng đầu vào và sử dụng các quá trình sinh hóa bên trong để di chuyển xung quanh”.

Ở quy mô nhỏ, những mô phỏng này chỉ ra rằng, dòng dung dịch được tạo ra bởi tổ hợp sinh học có khả năng tự tổ chức theo cách tạo ra năng lượng cơ học bền, làm quay hàng hoạt các rôto mini.

Tác giả chính của nghiên cứu, Giáo sư Julia Yeomans, từ Khoa Vật lý của Đại học Oxford, cho biết thêm: "Thiên nhiên thật là tuyệt vời trong việc tạo ra những động cơ nhỏ xíu. Chúng sẽ mang lại tiềm năng lớn nếu chúng ta hiểu được chúng để khai thác những thiết kế tương tự".

BÀI VIẾT KHÁC

Thẩm định thuyết minh dự án: Xây dựng mô hình quản lý du lịch thông minh tại Khu Di tích lịch sử Đền Hùng

Sáng ngày 18/1, tại Sở Khoa học và Công nghệ đã tổ chức Hội nghị thẩm định thuyết minh dự án KH&CN cấp tỉnh: Xây dựng mô hình quản lý du lịch thông minh tại Khu Di tích lịch sử Đền Hùng do Khu Di tích lịch sử Đền Hùng chủ trì thực hiện. Thạc sỹ Chu Thị Bích Thủy - Phó Giám đốc Sở làm Chủ tịch Hội đồng.

Ngày 21/01/2024

Thẩm định thuyết minh dự án khoa học và công nghệ cấp tỉnh thuộc Chương trình hỗ trợ ứng dụng, chuyển giao tiến bộ khoa học và công nghệ vào sản xuất và đời sống giai đoạn 2021 - 2025

Ngày 17/1, tại Sở Khoa học và Công nghệ đã tổ chức Hội nghị thẩm định thuyết minh dự án KH&CN cấp tỉnh: Xây dựng mô hình sản xuất con giống thuần chủng gà nhiều cựa huyện Tân Sơn tỉnh Phú Thọ từ nguồn gen đã được chọn lọc, dự án thuộc Chương trình hỗ trợ ứng dụng, chuyển giao tiến bộ khoa học và công nghệ vào sản xuất và đời sống giai đoạn 2021 - 2025 do Chi cục Chăn nuôi, thú y tỉnh Phú Thọ chủ trì thực hiện.

Ngày 21/01/2024

Chuyển đổi số, chuyển đổi xanh cho phát triển bền vững

Chuyển đổi số, chuyển đổi xanh có vai trò quan trọng trong thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, nâng cao năng suất lao động, năng lực cạnh tranh, hiệu quả sản xuất - kinh doanh đồng thời giảm thiểu phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu gây ô nhiễm, giảm thiểu lượng carbon.

Ngày 10/10/2023

Chuyển đổi số, chuyển đổi xanh cho phát triển bền vững

Ngày 10/10/2023

Sở Khoa học và Công nghệ Phú Thọ tham gia Hội thao chào mừng Đại hội Công đoàn viên chức tỉnh Phú Thọ lần thứ VI, nhiệm kỳ 2023 -2028

Ngày 01/7/2023, tại Nhà luyện tập và thi đấu tỉnh Phú Thọ đã diễn ra Hội thao chào mừng Đại hội Công đoàn viên chức tỉnh Phú Thọ lần thứ VI, nhiệm kỳ 2023 -2028

Ngày 01/07/2023