Không lo mất điện với đôi tất chuyên dụng và… nước tiểu - Ảnh: MIT

Một mô hình phát điện mini do giáo sư ngành robot Loannis Leropoulos và cộng sự tại Trường đại học West of England - Vương quốc Anh sáng chế, có thể biến chất thải của cơ thể người do vận động trở thành điện năng với sự giúp sức của các vi sinh.

Trang New Scientist mô tả chi tiết: “Khi di chuyển với đôi chân mang tất chuyên dụng cùng lớp ngoài bằng sợi cacbon, lực tạo ra của cơ thể sẽ ép một lượng nước tiểu nhất định (khoảng 648 MI- millilit) lưu thông qua các ống tích hợp dẫn về phía các tế bào năng lượng vi sinh (MFCs), nơi đây vi khuẩn sẽ hấp thụ chất dinh dưỡng và tạo điện năng”.

Theo nhóm nghiên cứu của giáo sư Loannis Leropoulos, đây là lần đầu tiên con người kết hợp các tế bào năng lượng vi sinh với công nghệ hỗ trợ có thể mang theo khi di chuyển.

Trên thực tế, đôi tất có thể tạo nguồn năng lượng đủ để một thiết bị truyền dẫn tín hiệu không dây chuyên dụng gửi đi tin nhắn với nội dung như sau mỗi hai phút: “Đây là thiết bị phát điện từ vi sinh có thể mang theo người đầu tiên trên thế giới”.

Sử dụng các tế bào năng lượng vi sinh để tạo điện năng không phải là ý tưởng mới, nhưng xem ra với phát minh lần này, Leropoulos và các cộng sự đã đưa một sản phẩm dựa vào chất thải của con người ngày càng tiến gần hơn tới thị trường.

Trước đây phòng thí nghiệm của vị giáo sư này cũng từng khiến thị trường sửng sốt với các phát minh sử dụng năng lượng từ nước tiểu hỗ trợ điện thoại di động, thiết bị chuyển phát trên giấy hay “quả tim” robot thiết kế từ máy in 3D...

Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn cần phải dựa vào một nguồn điện năng độc lập để duy trì hệ thống truyền dẫn nước tiểu cũng như để các vi sinh xử lý số nước tiểu này.

Bản vẽ thiết kế (a) và hình ảnh sản phẩm thực (b) - Ảnh: MIT

Ý tưởng sử dụng đôi chân để sinh điện trên thực tế lại bắt nguồn từ cá khi loài động vật này có một hệ tuần hoàn khép kín mà mỗi lần bơm, tim sẽ đẩy máu vào vòng tuần hoàn khép kín đơn.

Thay vì sử dụng các quá trình co của cơ, đôi tất được thiết kế chuyên dụng sẽ dùng lực ép của gót chân để đẩy nước tiểu sao cho tới đúng 24 tế bào năng lượng vi sinh (MFC) linh hoạt và riêng biệt được đặt ở những điểm khác nhau xung quanh tất.

Cũng giống như cơ của loài cá cần tới sự lưu thông của máu để cung cấp oxy, các vi sinh trong hệ thống các tế bào năng lượng vi sinh cần tới nước tiểu được lưu chuyển trao đổi thường xuyên nhằm đảm bảo nguồn cung dinh dưỡng.

Mô tả thiết kế của thiết bị với các ống chuyên dụng và “máy bơm” từ cử động của gót chân - Ảnh: MIT

Thiết bị của Leropoulous còn rất khiêm tốn về lượng điện năng phát ra, nhưng trong những trường hợp khẩn cấp chúng có thể tạo nên sự khác biệt rất lớn, thậm chí quyết định tới sự sống còn.

Phát minh của Leropoulous và cộng sự được đăng tải chi tiết trên tạp chí khoa học thời danh Bioinspiration and Biomimetics tại địa chỉ: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-3190/11/1/016001. Hiện lượt tải về đã vượt con số 3.000 lần.