まもなくあなたのスマートフォンはバクテリアで動くことができる

専門家によると、バクテリアの群れがスマートフォンの電源として利用できる

オックスフォード大学の研究チームは、バグの自然な動きを利用して、スマートフォン内の小さな「風力発電所」を蓄積し、活性化できることを発見しました。

研究者たちは、ジャーナル『Science Advances』で、バクテリアのような密な活性物質のランダムな群れ効果を組織化して、円筒形のローターを回転させ、安定した信頼できる電力源を提供できることをコンピュータシミュレーションを用いて示しました。

共著者のタイラー・シェンドルク博士は、オックスフォード大学のルドルフ・ペイヤース理論物理学センターのEMBO長期フェローであり、同僚たちは、これらの生物学的に駆動された微小発電所が、最終的には自己組織化され自己駆動する微小な人工デバイスの超小型エンジンになる可能性があると述べています。光スイッチからスマートフォンのマイクロフォンまで、すべてが含まれます。

「社会のエネルギー課題の多くはギガワット規模ですが、一部は微小なものです。マイクロマシンのために微量の電力を生成する潜在的な方法の一つは、バクテリア懸濁液のような生物学的システムから直接収穫することかもしれません」とシェンドルク博士は述べました。

バクテリアの成長やブルームは、通常、意味のある電力を生成するにはあまりにも無秩序です。したがって、実験中に単一のローターが導入されたとき、それは効果がなく、単にバクテリアによって「蹴り回される」だけでした。

しかし、研究者たちは64のマイクロローターの特別な格子を開発し、バクテリアが「群れ」を成すと、隣接するローターが反対方向に回転し始めるように自発的に組織化されました。これは風力発電所を示唆する単純な構造的組織です。

シェンドルク博士は付け加えました。「驚くべきことは、微小なギア型タービンを事前に設計する必要がなかったことです。ローターはバクテリアの風力発電所のように自己組織化されました。

「バクテリアの乱流の中で単一のローターでシミュレーションを行ったとき、それはランダムに蹴り回されるだけでした。しかし、活きた流体の中にローターの配列を置いたとき、彼らは突然、隣接するローターが反対方向に回転する規則的なパターンを形成しました。」

共著者のアミン・ドーストモハマディ博士は、オックスフォード大学の物理学部から次のように述べました。「これらの生物学的システムからわずかな機械的作業を得る能力は貴重です。なぜなら、彼らは入力電力を必要とせず、内部の生化学的プロセスを使用して移動するからです。

「マイクロスケールでは、私たちのシミュレーションは、生物学的集合体によって生成される流れが、マイクロローターの配列を回転させるための持続的な機械的電力を生成するように再編成される能力を示しています。」

上級著者のジュリア・ヨーマンズ教授は、オックスフォード大学の物理学部から次のように付け加えました。「自然は小さなエンジンを作るのが得意であり、私たちが同様の設計を利用する方法を理解できれば、巨大な可能性があります。」