스마트 기기가 일상에서 없어서는 안 될 존재가 되면서, 이 기기들의 전력을 얻는 방법을 고민하는 이들이 늘어났습니다. 기존의 화석연료로 전기를 얻는 방법은 환경을 오염시키는 주범이 될 뿐만 아니라, 수시로 전력이 필요할 때 활용하기 어려운 단점이 있죠. 그래서 과학자, 개발자들은 효율적인 전력 공급 방법에 주목하고 있습니다.
이런 가운데 미국 매사추세츠 앰허스트 대학교(University of Massachusetts Amherst) 연구팀은 사람 피부에서 나오는 땀을 동력원으로 활용할 수 있는 바이오 필름을 발명해 화제를 모으고 있습니다. 이 바이오 필름은 마치 반창고처럼 붙일 수 있어서 더욱 놀랍습니다. 피부에 필름을 붙이기만 하면 배터리를 충전하는 것이나 마찬가지가 되는 일이니, 웨어러블 전자기기에 혁명을 이끄는 역할을 할 수도 있을 것으로 보이네요. 그동안 미래를 예상한 시나리오에서 흔히 보이던, 팔찌형 휴대폰이나 목걸이형 전자기기가 실제로 나올 수 있는 기반을 마련한 것이죠. 현재 개발 단계에서 이 필름은 의료용 센서나 개인용 전자기기를 작동시키기에 충분한 전력을 생산할 수 있다고 합니다.
그렇다면 바이오 필름은 어떻게 땀으로부터 전력을 생산할까요? 해결의 열쇠는 바로 '박테리아'에 있다고 하네요. 전기를 생산할 수 있는 것으로 알려진 박테리아, '지오박터 셀퍼레두신스 (Geobacter Sulfurreducens)'를 활용했다고 합니다. 이 박테리아는 죽은 상태에서도 전기를 생산할 수 있으며, 미생물 배터리를 만드는 데도 활용되고 있었는데요. 기존의 박테리아처럼 먹이를 줄 필요 없어 이번 연구에 활용되었다고 합니다. 박테리아를 천연 나노와이어와 상호 연결을 유지하며 증식시킨 후 형성된 막 안에 작은 회로를 새긴 다음 두 개의 메시 전극 사이에 넣고 바이오폴리머로 밀봉하면 바이오 필름이 완성된다고 하네요. 모든 과정이 미생물을 통해 만들어지는 만큼, 친환경적이라고 말할 수 있네요. 이렇게 만들어진 바이오 필름은 피부의 땀이 증발할 때 발생하는 에너지를 전기로 전환시켜 전력을 만들어낼 수 있습니다.
해당 논문은 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)를 통해 올해 7월 28일에 발표되었습니다. 이미 소형 기기에 전력을 제공할 정도가 된 만큼, 상용화도 충분할 것으로 보이는데요. 연구팀은 이에 만족하지 않고 더 복잡한 기기를 작동시킬 수 있을 정도로 필름을 계속 개발시킬 것이라고 합니다. 이들의 노력이 계속된다면 앞으로 전자기기의 모습 또한 획기적으로 변화할 것으로 보입니다. 디자인까지 영향을 미칠 수 있는 과학 기술, 참 매력적이네요.
Microbial biofilms for electricity generation from water evaporation and power to wearables - Nature Communications
Though water evaporation-driven electricity generation is an attractive sustainable energy production strategy, existing electronic devices suffer from poor performance or is costly. Here, the authors report sustainable biofilms for efficient, low-cost eva
www.nature.com
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