Людям, привыкшим брать электричество из розетки, а батарейки покупать в супермаркете, нелегко представить себе жизнь в тех регионах мира, где электричества, как и супермаркетов, нет в принципе. По отзывам романтически настроенных путешественников, жизнь там чиста и безмятежна, но вот, к примеру, врачам, работающим в таких условиях, без электричества приходится нелегко. Современное диагностическое оборудование нуждается в источниках энергии. Правда, специально для труднодоступных районов разработаны упрощенные диагностические сенсоры: обычно они представляют собой бумажные полоски, сообщающие врачу результат посредством изменения цвета. Однако если бы к такому примитивному диагностическому прибору удалось добавить хотя бы минимальное электропитание, то надежность и чувствительность возросли бы многократно.
Эту задачу и решали исследователи из Университета штата Нью-Йорк в Бингхэмптоне. На очередной конференции Американского химического общества был представлен результат их работы — батарейка из бумаги. Чтобы привести ее в действие, достаточно провести по бумаге влажным языком (или просто смочить водой, если она найдется поблизости).
Принцип действия батарейки основан на примечательном свойстве одной группы бактерий. Их называют «электрогенами»: в процессе жизнедеятельности эти бактерии создают отрицательный заряд с внешней стороны клеточной стенки (то есть вытесняют туда электроны). Лиофилизированная (высушенная при низкой температуре) культура бактерий пропитывает бумагу, и при смачивании бактерии оживают и начинают поглощать органику, вырабатывая при этом электричество. Поставляемые бактериями электроны пробегают к электроду по молекулярным нитям целлюлозы, не успевая «осесть» на атмосферном кислороде.
Использование бактерий-электрогенов в технологиях — идея не новая. Только в России с этими микробами работают сразу несколько исследовательских групп. Создана электрическая батарея, основанная на этом явлении. Бактериальное электричество планируется использовать в космосе — заодно это решило бы вопрос утилизации органических отходов. Наконец, бактерии-электрогены были использованы для очистки краснодарских озер: перспектива решить экологическую проблему, а заодно получить киловатты электроэнергии, кажется привлекательной. Однако у этой технологии есть проблемы, и главная из них — очень небольшая мощность подобных устройств. Большой успех команды американских химиков под руководством доктора Шона Чоя в том, что они нашли приложение, где такая технология может принести реальную пользу уже сейчас, и разработали источник питания, идеально подходящий для этой цели.
Некоторые проблемы, правда, остались нерешенными. Срок хранения бактериальных батареек в сухом состоянии сейчас составляет четыре месяца; было бы неплохо довести его хотя бы до года. Другая проблема — мощность: ее желательно было бы увеличить примерно в 1 000 раз. Однако, по мнению исследователей, проблему мощности можно решить, увеличивая число слоев бумаги. В настоящее время Шон Чой и его коллеги ищут коммерческих партнеров для начала производства их новинки.