Испарение воды – это один из основополагающих процессов земной биосферы, благодаря которому на Земле успешно существует многообразие различных форм жизни. Буквально в каждый момент времени с поверхности морей, океанов, рек и озер испаряется огромное количество воды, которая позже проливается живительными дождями или выпадает в виде снега. И недавно группа исследователей придумала способ, как заставить работать на благо человечества процесс испарения воды, создав на его базе практически бесконечный источник экологически чистой энергии, практически «вечный двигатель» основными элементами которого являются споры бактерий.

В естественных условиях споры большинства вида бактерий расширяются в несколько раз, попав под воздействие влаги. Попав опять в сухие условия, споры снова сокращаются, уменьшаясь в размерах. Именно это простое движение легло в основу принципов работы созданного учеными биологического двигателя.

Ученые нанесли множество спор бактерий определенного вида на поверхность липкой гибкой лены и получили так называемые гигроскопичные искусственные мускулы (hygroscopy driven artificial muscles, HYDRA). Когда лента со спорами попадает в среду с повышенной влажностью, споры расширяются, растягивая ленту. Когда влажность среды снижается, споры сжимаются, что заставляет ленту свиваться в спираль.

Рис. 1.

Множество лент с мускулами HYDRA были установлены на вращающемся барабане, половина которого скрыта под бумажным колпаком, смоченным водой, что создает градиент влажности, заставляющий ленты мускулов HYDRA поочередно разворачиваться и сворачиваться, изменяя баланс барабана и вынуждая его вращаться. При таком подходе ленты искусственных мускулов изменяют свой размер всего на 6 процентов, но и такого изменения достаточно для того, чтобы заставить двигаться, пусть и медленно, игрушечный автомобиль, весом 100 грамм. А соединенный с таким барабаном электрический генератор способен выработать энергию, достаточную для свечения светодиода.

Но исследователи не намерены останавливаться на достигнутых результатах. Сейчас они занимаются экспериментами с различными гибкими материалами и спорами бактерий различных видов, что должно увеличить деформацию искусственных мускулов до 70–80 процентов. Это, в свою очередь, позволит создать более мощные биологические двигатели и разработать другие подобные технологии, «топливом» для которых будет выступать только чистая вода.