Американські дослідники запропонували використовувати гриби як основу для біологічних сонячних панелей, що виробляють електрику завдяки світлочутливим ціанобактеріям. Експерименти з надрукованими на 3D-принтері прототипами показали, що гриби підвищують виживаність бактерій після друку, розповідають автори статті в.
Крім класичних технологій створення сонячних панелей існує і менш популярний напрямок - біофотовольтаїка. У ній як перетворювач сонячного світла в електричний струм використовуються бактерії, здатні до фотосинтезу. Як правило, вчені використовують для цього ціанобактерії - синьо-зелені водорості. У присутності води і світла вони розщеплюють молекули води на молекулярний кисень, іон водню і електрон. Цей електрон можна захопити одним електродом, а потім використовувати на іншому електроді для зворотного перетворення кисню і водню у воду.
Вчені вже створили досить багато варіантів такої біологічної сонячної панелі, але поки всі вони залишаються лише лабораторними прототипами. Одна з причин цього полягає в тому, що час життя бактерій мало для реального застосування через недостатню біосумісність інших елементів панелі, невідповідних умов або інших факторів. Ману Маннур (Manu Mannoor) і його колеги з Технологічного університету Стівенса запропонували збільшити час життя ціанобактерій у біофотовольтаїчних пристроях завдяки використанню як підкладки іншого організму - гриба. Завдяки такому носієві бактерії отримують необхідну вологу з ґрунту через невеликі канали в грибі. Крім того, він забезпечує бактеріям оптимальну температуру і кислотність середовища.
Дослідники створили два типи «чорнил» для друку на грибі (в даному випадку це був шампіньйон). Один з матеріалів заснований на гідрогелі з альгінату натрію, в який додано живильне середовище для бактерій і самі бактерії роду. Другий матеріал друку - це провідна суміш з двох іономерів PEDOT:PSS, до якої додали графені наноленти. Під час друку 3D-принтер спочатку створює токозбірник з графенової суміші, а потім поверх нього друкує спіралевидну смугу з суміші з ціанобактеріями.
Для перевірки характеристик фототрофних бактерій як перетворювача сонячної енергії дослідники провели кілька експериментів. Вимірювання електричних характеристик показало, що максимальний вироблюваний струм становить близько 67 наноампер, причому 3D-друк організованих структур підвищує величину струму порівняно з рівномірно розподіленими бактеріями. Крім того, автори досліджували вплив гриба на виживаність бактерій порівняно з друком на полісилоксановій моделі гриба. З'ясувалося, що використання справжнього гриба як підкладки помітно підвищує виживаність порівняно із застосуванням штучної підкладки, проте навіть у такому випадку кількість живих бактерій падає до приблизно десяти відсотків через три дні.
Минулого року британські вчені представили метод, що дозволяє використовувати струменевий принтер для друку біофотовольтаїчних панелей на папері. Дослідники надрукували кілька прототипів і змогли з їх допомогою живити простий годинник з рідкокристалічним екраном і світлодіод.