Niezwykłe odkrycie naukowców. Bakterie mogą napędzać mikroelektrownie


Zespół naukowców z Uniwersytetu Oksfordzkiego udowodnił, że naturalny ruch bakterii może napędzać mikroskopijne elektrownie wiatrowe lub inne maleńkie urządzenia budowane przez ludzi. Naturalnie organizmy te poruszają się chaotycznie, jednak badacze sprawili, że działają w bardzo zorganizowany sposób.

Najnowsze badania zostały opublikowane w czasopiśmie Science Advances. Naukowcy wykorzystali m.in. symulacje komputerowe, by pokazać, że chaotyczny ruch aktywnej materii, takiej jak bakterie, może zostać zorganizowany, a następnie poruszyć wirniki cylindryczne tak, by zapewnić stałe źródło zasilania.

Według badaczy, biologicznie napędzane elektrownie mogą być kiedyś wykorzystywane do tworzenia mikroskopijnych silników do małych urządzeń wykonanych przez ludzi. Takich, które są zdolne do samoistnego montażu i zasilania, począwszy od przełączników optycznych do mikrofonów w smartfonach.

- Wiele wyzwań energetycznych społeczeństwa rozpatrywanych jest w skali gigawatów, ale niektóre są wręcz mikroskopijne. Jednym z możliwych sposobów, aby wygenerować małe ilości energii dla mikromaszyn, jest pozyskanie ich bezpośrednio z systemów biologicznych, takich jak zawiesiny bakteryjne - mówi współautor badań, Tyler Shendruk z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Oksfordzkiego.

Zorganizować chaos

Gęste zawiesiny bakteryjne są świetnym przykładem aktywnych płynów, które poruszają się spontanicznie. Pływające bakterie posiadają zdolność do grupowania się i poruszania w chaotyczny sposób, są jednak zbyt mało zorganizowane, by mogła powstać w ten sposób użyteczna energia.

Jednak naukowcy z Oksfordu postanowili coś z tym zrobić. Gdy w aktywnym płynie zanurzyli siatkę 64 symetrycznych mikrosilników, odkryli, że bakterie spontanicznie zorganizowały się w taki sposób, że sąsiadujące wirniki zaczęły się kręcić w przeciwnych kierunkach. Prosta organizacja przywodziła na myśl elektrownię wiatrową.

- Zadziwiające jest to, że nie musieliśmy wstępnie projektować mikroskopijnych turbin. Wirniki zmontowały się samoistnie i stworzyły coś na kształt farmy wiatrowej zasilanej przez bakterie - mówi Shendruk. - Gdy zrobiliśmy symulację z wykorzystaniem jednego wirnika, bakterie tylko otoczyły go losowo, ale gdy w żywym płynie umieściliśmy tablicę z wirnikami, nagle utworzył się regularny wzór - dodaje.

To bardzo istotne odkrycie

Według badaczy uzyskanie energii przy pomocy bakterii jest bardzo cenne. A jeśli nauczymy się wykorzystywać takie mechanizmy, będziemy mogli ich używać.

- Zdolność uzyskania nawet niewielkiej ilości pracy z takich systemów biologicznych jest cenna, bo nie potrzebują one mocy wejściowej, tylko do poruszania wykorzystują wewnętrzne procesy biochemiczne - mówi współautor badań, Amin Doostmohammadi z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Oksfordzkiego. - W skali mikro, nasze symulacje wskazują, że ruch zespołów biologicznych jest zdolny do reorganizacji w taki sposób, by generować trwałą energię mechaniczną do obracania mikrowirników na tablicy - dodał.

- Natura jest genialna w tworzeniu małych silników. Jeśli zrozumiemy jak wykorzystywać podobne projekty, ma to ogromny potencjał - mówi autorka badań Julia Yeomans z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Oksfordzkiego.

Bakterie wykorzystuje się obecnie w wielu niezwykłych celach. Naukowcy z Michigan State University dowiedli, że pewien szczep wyjątkowo odpornych mikroorganizmów może zmienić toksyczne substancje występujące w naturze w 24-karatowe złoto.

Autor: zupi/jap / Źródło: science daily

Pozostałe wiadomości

Po całej serii upalnych dni, temperatura coraz rzadziej będzie przekraczać 30 stopni. Jaka pogoda będzie towarzyszyła nam na przełomie lipca i sierpnia? Sprawdź długoterminową prognozę pogody na 16 dni przygotowaną przez Tomasza Wasilewskiego.

Pogoda na 16 dni: lato całkowicie zmieni swoje oblicze

Pogoda na 16 dni: lato całkowicie zmieni swoje oblicze

Źródło:
tvnmeteo.pl

IMGW wydał ostrzeżenia meteorologiczne. Poniedziałek będzie kolejnym upalnym dniem - w Polsce obowiązują alarmy przed skwarem drugiego i pierwszego stopnia. W części kraju może również zagrzmieć.

Burzowo i upalnie. Ostrzeżenia IMGW dla większości kraju

Burzowo i upalnie. Ostrzeżenia IMGW dla większości kraju

Źródło:
IMGW

Pogoda na dziś. W poniedziałek 22.07 w części kraju pojawią się burze. Gwałtownym zjawiskom towarzyszyć będą obfite opady deszczu i silny wiatr. W porywach może wiać do 60-80 kilometrów na godzinę.

Pogoda na dziś - poniedziałek, 22.07. Burzowy zachód, upalny wschód

Pogoda na dziś - poniedziałek, 22.07. Burzowy zachód, upalny wschód

Źródło:
tvnmeteo.pl

Za nami kolejna noc obserwacji Koźlego Księżyca. Letnie pełnie są szczególnie efektowne - tarcza naszego naturalnego satelity wydaje się wtedy większa i złotawa. Materiały otrzymaliśmy na Kontakt 24.

Koźli Księżyc. Złota pełnia w waszych obiektywach

Koźli Księżyc. Złota pełnia w waszych obiektywach

Aktualizacja:
Źródło:
space.com, timeanddate.com, Kontakt 24, tvnmeteo.pl

Wypadek w Tatrach. Na Kontakt 24 otrzymaliśmy nagranie z akcji ratunkowej przeprowadzonej w sobotę przez ratowników Tatrzańskiego Ochotniczego Pogotowia Ratunkowego. Dotyczyła ona mężczyzny, który upadł na szlaku i rozbił sobie głowę.

Upadł na szlaku, rozbił sobie głowę i stracił przytomność. Wypadek w Tatrach

Upadł na szlaku, rozbił sobie głowę i stracił przytomność. Wypadek w Tatrach

Źródło:
Kontakt 24, tvnmeteo.pl

Chorwacka policja zatrzymała mężczyznę podejrzanego o podłożenie ognia w okolicach Trogiru. W czwartek pożar podszedł bardzo blisko kompleksów hotelowych, zagrażając bezpieczeństwu ponad 4000 ludzi, a w niedzielę wciąż trwało jego dogaszanie.

Miał podpalić las, został wyciągnięty z autobusu za nogi

Miał podpalić las, został wyciągnięty z autobusu za nogi

Źródło:
PAP, index.hr, tvnmeteo.pl

Położone w środkowym Chile jezioro Laguna del Maule wydaje z siebie dźwięki brzmiące jak piosenki z kosmosu. - Są one spowodowane ruchem lub pękaniem cienkich warstw lodu - powiedział glacjolog Andres Rivera.

To chilijskie jezioro śpiewa

To chilijskie jezioro śpiewa

Źródło:
Reuters

Intensywne opady deszczu spowodowały, że na mapie Olsztyna pojawiło się kolejne jezioro - Płociduga Duża. Zbiornik ten osuszono w XIX wieku, by uzyskać łąki do wypasu koni. Zdaniem naukowców jezioro to jednak wkrótce znowu zniknie.

Na mapie Olsztyna pojawiło się kolejne jezioro

Na mapie Olsztyna pojawiło się kolejne jezioro

Źródło:
PAP

Trzęsienie ziemi odnotowano u wybrzeży Krety w niedzielny poranek. Wstrząsy miały magnitudę 5,3. Od soboty aktywność sejsmiczna w regionie wzrosła, a sytuacja jest na bieżąco monitorowana.

Trzęsienie o magnitudzie 5,3 u wybrzeży Krety

Trzęsienie o magnitudzie 5,3 u wybrzeży Krety

Źródło:
ERT News, naftemporiki.gr

Wzrosła liczba ofiar śmiertelnych zawalenia się mostu w północno-środkowych Chinach. Jak podały lokalne media, do rzeki wpadło 25 pojazdów. Do zdarzenia doszło po ulewach, jakie wystąpiły w piątek nad tą częścią Państwa Środka. Nad kraj nadciągają dalsze burze.

Samochody wpadły do rzeki. Los dziesiątek osób pozostaje nieznany

Samochody wpadły do rzeki. Los dziesiątek osób pozostaje nieznany

Źródło:
PAP, Reuters

Temperaturę w miastach można kształtować poprzez zmianę użytkowania terenów dookoła nich. Zespół naukowców z Chin i Wielkiej Brytanii odkrył, że szeroki pas terenów zielonych naokoło metropolii może przyczyniać się do znaczącego obniżenia temperatury w centrum.

"Zielony pierścień" może schłodzić miasto w upały

"Zielony pierścień" może schłodzić miasto w upały

Źródło:
University of Surrey

Grecja mierzy się z kolejnym dniem fali upałów. W związku z temperaturą dochodzącą do około 40 stopni Celsjusza ponownie zamknięto niektóre obiekty archeologiczne, a także popularny wśród turystów Ogród Narodowy w Atenach. Strażacy walczą z pożarami w różnych regionach kraju.

Ponad 40 stopni. Ograniczenia dla turystów, rośnie zagrożenie pożarami

Ponad 40 stopni. Ograniczenia dla turystów, rośnie zagrożenie pożarami

Źródło:
PAP, .ekathimerini.com, wetteronline.de

Pożary w zastraszającym tempie rozprzestrzeniają się w Europie. Zgodnie z danymi Europejskiego Systemu Informacji o Pożarach Lasu, do połowy lipca spłonęło ponad trzykrotnie więcej terenów zielonych, niż wynosi średnia dla tego okresu. Naukowcy ostrzegają, że zagrożenie pożarowe będzie coraz bardziej rosnąć.

Nawet optymistyczne scenariusze przerażają. Zobacz dane z tylko ośmiu dni

Nawet optymistyczne scenariusze przerażają. Zobacz dane z tylko ośmiu dni

Źródło:
EFFIS, EC, El Garroussi et al. (2024), Springer Nature

Słowackie pogotowie górskie (HZS) poinformowało o śmierci polskiego wspinacza, który w piątek nie przeżył upadku z Czarnego Szczytu. Tego dnia w Tatrach Wysokich zginął również inny turysta z Polski.

Kolejny śmiertelny wypadek Polaka w słowackich Tatrach

Kolejny śmiertelny wypadek Polaka w słowackich Tatrach

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Niedźwiedź zaatakował 63-letniego pasterza owiec, ciężko raniąc go w nogę - poinformował w sobotę portal "digi24.ro". Do zdarzenia doszło w południowych Karpatach w Rumunii.

Atak niedźwiedzia w Karpatach. Pasterz został ciężko ranny w nogę

Atak niedźwiedzia w Karpatach. Pasterz został ciężko ranny w nogę

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl, adevarul.ro, news.ro

Na 20 lipca 2024 roku przypada 55 rocznica historycznej misji Apollo 11, pierwszego lądowania człowieka na Księżycu. Ostatni żyjący z jej uczestników, Buzz Aldrin, opowiedział z tej okazji, jakie znaczenie miał dla niego spacer po powierzchni Srebrnego Globu.

55 lat temu ludzkość zrobiła wielki skok

55 lat temu ludzkość zrobiła wielki skok

Źródło:
NASA, tvnmeteo.pl

Bułgarscy strażacy od wielu dni zmagają się z potężnymi pożarami, które trawią ich kraj. Walkę z żywiołem utrudnia bardzo wysoka temperatura i brak opadów. W kilku miejscowościach niezbędna była ewakuacja mieszkańców. 

Spalone domy, ludzie uciekający przed ogniem. Pożary w Bułgarii

Spalone domy, ludzie uciekający przed ogniem. Pożary w Bułgarii

Źródło:
Reuters

Seria tornad nawiedziła w poniedziałek hrabstwo Cook w Stanach Zjednoczonych. Jak podaje Krajowa Służba Pogodowa (NWS), odnotowano ich aż 24. Tym samym padł nowy rekord liczby powstałych tornad na tym terenie jednego dnia.

Rekordowa liczba tornad w rejonie Chicago. Odnotowano ich aż 24

Rekordowa liczba tornad w rejonie Chicago. Odnotowano ich aż 24

Źródło:
PAP,wgntv.com

Naukowcy z NASA byli oszołomieni, gdy skała, po której przejechał 30 maja łazik Curiosity, pękła, ujawniając coś, czego nigdy wcześniej nie widziano na Czerwonej Planecie: żółte kryształy siarki.

Niespodzianka w marsjańskiej skale. Co odkrył łazik Curiosity?

Niespodzianka w marsjańskiej skale. Co odkrył łazik Curiosity?

Źródło:
NASA, phys.org

Fala upałów nawiedziła Hiszpanię. W andaluzyjskim mieście Écija temperatura przekroczyła w piątek 40 stopni Celsjusza. Ministerstwo Zdrowia w Madrycie apeluje do ludzi, aby pili wodę i chronili się przed słońcem.

To miasto nazywane jest "patelnią" Hiszpanii. "Upał jest tu nie do wytrzymania"

To miasto nazywane jest "patelnią" Hiszpanii. "Upał jest tu nie do wytrzymania"

Źródło:
Reuters

Z 14 do 17 wzrosła w piątek liczba wydanych alertów najwyższego stopnia z powodu upałów we Włoszech, objęto nimi miasta od północy po południe kraju. Są ofiary śmiertelne, ludzie mdleją na przystankach i w kolejkach. W związku z masowo włączoną klimatyzacją dochodzi do przerw w dostawach prądu.

Zmarła roczna dziewczynka, ludzie mdleją w kolejkach. Włochy kontra ekstremalne gorąco

Zmarła roczna dziewczynka, ludzie mdleją w kolejkach. Włochy kontra ekstremalne gorąco

Źródło:
PAP, Euronews

Tony martwych ryb unoszą się na powierzchni rzeki Piracicaba w brazylijskim stanie Sao Paulo. Władze ostrzegły, że skutki tej katastrofy ekologicznej mogą być odczuwalne dla regionu przez wiele lat.

20 ton martwych ryb w rzece. "Przerażający widok"

20 ton martwych ryb w rzece. "Przerażający widok"

Źródło:
Reuters

Za nami spektakularne burze i gorące dni. Zapanowało lato w pełnej krasie, choć dla wielu upał jest nieznośny. Wyliczenia europejskich i amerykańskich modeli meteorolgicznych szacują, że w trzeciej dekadzie lipca w Polsce się ochłodzi. Rejsowiec "Aura" zawinąć ma do spokojnego portu. Pytanie tylko na jak długo? Sprawdza to synoptyk tvnmeteo.pl Arleta Unton-Pyziołek.

Co dalej z pogodą? Nasza synoptyk o tym, że "model kreśli malowniczą zatokę chłodu"

Co dalej z pogodą? Nasza synoptyk o tym, że "model kreśli malowniczą zatokę chłodu"

Źródło:
tvnmeteo.pl

Jest nadzieja na przetrwanie krytycznie zagrożonego wyginięciem krokodyla syjamskiego. W Parku Narodowym Kardamon w Kambodży, na wolności, wykluło się 60 młodych osobników. To największy odnotowany przypadek rozrodu tego gatunku w tym stuleciu.

Wykluło się 60 krokodyli syjamskich. Jest nadzieja dla krytycznie zagrożonego gatunku

Wykluło się 60 krokodyli syjamskich. Jest nadzieja dla krytycznie zagrożonego gatunku

Źródło:
CNN, phys.org, BBC

Strażacy, którzy od połowy lipca walczą z pożarami lasów w regionie Jakucji na Syberii, nie mogą opanować żywiołu. Walkę z ogniem utrudnia silny wiatr i wysoka temperatura. Żywioł pochłonął ponad 900 tysięcy hektarów tajgi.

Płonie Syberia. Ogień strawił niemal milion hektarów tajgi

Płonie Syberia. Ogień strawił niemal milion hektarów tajgi

Źródło:
Reuters

Trzęsienie ziemi o magnitudzie 7,4 nawiedziło północne Chile przy granicy z Boliwią i Argentyną - podała amerykańska agencja geologiczna USGS. Nie ma informacji ofiarach lub większych zniszczeniach.

Trzęsienie ziemi w Chile. Najsilniejsze od ośmiu lat

Trzęsienie ziemi w Chile. Najsilniejsze od ośmiu lat

Źródło:
Reuters, PAP, ABC News

Badacze chcą zmienić to, jak Międzynarodowa Unia Astronomiczna definiuje planety. Jak przekazali astronomowie, dotychczas obejmowała ona jedynie światy krążące dookoła Słońca. Według nowej definicji, planety mogłyby obiegać także inne gwiazdy - i nie tylko.

Astronomowie chcą zmienić definicję planety. Czy to szansa dla Plutona?

Astronomowie chcą zmienić definicję planety. Czy to szansa dla Plutona?

Źródło:
UCLA

Zalane autostrady, podtopione budynki, brak prądu - z takimi trudnościami musieli się mierzyć mieszkańcy największego kanadyjskiego miasta. Toronto nawiedziły ulewne deszcze. Takich opadów nie było tu od ponad 80 lat.

Woda sięgała dachów samochodów. Takich opadów nie było od ponad 80 lat

Woda sięgała dachów samochodów. Takich opadów nie było od ponad 80 lat

Aktualizacja:
Źródło:
PAP, CBC, BBC