Физики из Оксфордского университета продемонстрировали, что движение бактерий может быть использовано в качестве альтернативного источника энергии. Для этого ученые использовали компьютерное моделирование, которое показало, что вещества с эффектом роения могут приводить в движение цилиндрические роторы. Работа опубликована в журнале Science Advances.
Изображение: Amin Doostmohammadi
Эффект роения возникает, когда множество частиц, составляющих какую-либо субстанцию, совершают хаотические перемещения. По словам ученых, их можно использовать для создания крошечных электростанций, которые могут снабжать энергией микроскопические двигатели, оптические переключатели и даже отдельные детали смартфонов. Подходящим «топливом» являются плотные бактериальные суспензии, обладающие одним важным свойством — они «текут» сами по себе.
Бактерии способны перемещаться, пока живут в питательном растворе, однако их движения слишком не упорядочены, чтобы извлечь из них энергию. Для этого ученые сконструировали решетку, состоящую из 64 симметрично расположенных микромоторов, и погрузили ее в суспензию. Исследователи обнаружили, что бактерии спонтанно начали перемещаться таким образом, что соседние роторы стали вращаться в противоположных направлениях. Своим принципом работы устройство напоминает ветряную электростанцию.
Кроме того, выяснилось, что если поместить в суспензию только один ротор, то он начинал вращаться в случайном направлении. Ученые рассчитали, что самоорганизованное движение бактерий способно непрерывно генерировать механическую энергию, приводящую микромоторы в движение.