Das Design einer mikroskopisch kleinen Wärmekraftmaschine, die mit bakterieller Aktivität betrieben wird, ist in der indischen Stadt Bengaluru ein echter Hingucker. Mit einem Wirkungsgrad von über 50% verspricht dieser technologische Durchbruch eine Reihe von Anwendungen im Mikromaßstab.
[Bildquelle : Der Hindu ]
Das Forscherteam des Jawaharlal Nehru-Zentrums für fortgeschrittene wissenschaftliche Forschung und des indischen Instituts für Wissenschaft IISc in Bengaluru wird von Professor Ajay Sood geleitet. Deccan Herald , berichtete er „Die Prinzipien der Wärmekraftmaschine haben sich in den letzten 200 Jahren nicht geändert. Zum ersten Mal haben wir eine neue Art der Funktion von Wärmekraftmaschinen unter Verwendung von Bakterien demonstriert. Solche mikroskopisch kleinen Wärmekraftmaschinen können in Zukunft Mikroskalen antreibenoder elektromechanische Geräte im Nanomaßstab. ”
Verwendung eines optisch eingefangenen kolloidalen Partikels von 5 Mikrometer Der Motor läuft bei Änderungen der Bakterienaktivität als Reaktion auf kleine Temperaturänderungen.
„Der Temperaturunterschied ist zu gering, um die Arbeit zu erledigen. Der Wirkungsgrad des Motors liegt bei diesem Temperaturunterschied bei etwa drei Prozent. Aufgrund der Bakterienaktivität liegt der Wirkungsgrad jedoch bei über 50 Prozent“, bestätigte Professor Sood einem anderen InderZeitung, Der Hindu .
„Wenn die bakterielle Aktivität bei 40 ° C hoch ist, liegt die effektive Temperatur bei etwa 2000 ° C; bei 17 ° C ist die bakterielle Aktivität signifikant verringert, was zu einer niedrigen effektiven Temperatur führt.“
Die höhere dieser beiden Temperaturen erhöht die Bakterienaktivität, verdrängt die kolloidalen Partikel und verursacht eine große Arbeitsleistung des Motors. Die Bakterienaktivität ist bei der niedrigeren Temperatur geringer, was zu einem entsprechend geringeren Grad an Verschiebung und Arbeitsleistung der kolloidalen Partikel führt.
„Anstatt hohe und niedrige Temperaturen zu verwenden, nutzen wir die Bakterienaktivität, um die beiden Zustände zu ändern. Der nächste Schritt besteht darin, die Wärmekraftmaschine an ein Nano- oder elektromechanisches Gerät anzuschließen.“
[Bildquelle : Microbewiki ]
Die vom Forscherteam verwendeten Bakterien heißen Bacillus licheniformis, ein Bakterium, das in Vogelfedern und im Boden vorkommt.
„Im Gegensatz zu normalen Motoren, die mit einem Wirkungsgrad von weniger als 10% arbeiten, hat die Mikrowärmekraftmaschine einen Wirkungsgrad von 50%. Eine große Anzahl futuristischer Anwendungen kann in Betracht gezogen werden. Die Entdeckung kann auch zu einem besseren Verständnis biologischer Motoren führen.“Einzelheiten zur Arbeit des Forschungsteams finden Sie in der Ausgabe vom 29. August von Naturphysik .
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Geschrieben von Jody Binns