Ученые из Колумбийского университета создали прототипы двух устройств, которые работают с помощью спор бактерий, а также испарения воды. Первым таким устройством является поршневой электрогенератор, а вторым — вращающаяся турбина.

Ведущий автор работы, Озгур Сахин, занимающий в университете должность помощника профессора, применял при разработке прототипов тот факт, что споры бактерий довольно сильно разбухают при поглощении воды и съеживаются при высыхании. При этом развивается достаточно большая удельная сила.

Для того, чтобы сделать поршневой двигатель, Сахин применял полоски из полиэтилена, на которые с обеих сторон точечно наносились споры. При этом пятна спор должны были наноситься в шахматном порядке — так, чтобы напротив пробелов между пятнами с другой стороны находились пятна.

В результате этого при высыхании спор пятна сокращаются и волнообразно изгибают полоски. При сокращении полоска может тянуть полезную нагрузку. А при увлажнении пятна расширяются, удлиняя полоску. Устройство можно назвать своеобразной искусственной мышцей, чья работа контролируется влажностью.

Расположив несколько десятков этих полосок внутри корпуса из пластика, ученые получили рабочий прототип механизма. Его корпус плавает в воде, а в центре размещается впитывающий материал. Он прикрыт шторками, а к ним присоединены вышеупомянутые полоски.

При увлажнении полоски распрямляются, открывая шторки и обнажая материал. Затем он высыхает, после чего падает влажность и закрываются шторки. После соединения движущейся части устройства с электрическим генератором исследователи смогли получить достаточно энергии, чтобы запитать светодиод.

Чтобы сделать двигатель вращения, ученые приклеили те же полоски одним концом к колесу. Но на этот раз споры были нанесены на полоски только с одной стороны. Если насадить на вал такое колесо, обеспечив с одной стороны влажную среду, а с другой - сухую, то полоски будут распрямляться с одной стороны колеса и сокращаться с другой, создавая перманентный дисбаланс.

Данная схема напоминает проект вечного двигателя — однако при этом действительно функционирует. На ее основе исследователи сконструировали игрушечную машинку, которая вполне успешно передвигается. Ученые убеждены, что усовершенствованные версии подобных механизмов, выполненные в большем масштабе, будут способны генерировать экологически чистую энергию.