Наука

Представлений прототип бактеріального генератора електроенергії

Розробники з Німеччини продемонстрували «біогібридний композит», що дозволяє безпосередньо збирати електричні заряди з бактеріальних клітин.

Морські Shewanella oneidensis широко відомі як «бактерій, які харчуються електрикою». Насправді, ці мікроби здатні отримувати і безпосередньо використовувати вільні електрони для відновлення металевих оксидів. Не дивно, що з того часу, як їх унікальні здібності були виявлені, вчені не залишають спроб перетворити ці бактерії в живі джерела «чистої» електричної енергії.

На жаль, на практиці навчитися збирати заряди з окремих клітин, живих і рухомих, виявилося зовсім непросто. Перший прототип пристрою, здатного виконати таке завдання, з’явився лише нещодавно. Його розробники — команда Крістофа Німейєра (Christof Niemeyer) з Технологічного інституту Карлсруе (KIT) — представили проєкт в статті, опублікованій в журналі ACS Applied Materials & Interfaces.

Бактерії (відмічені зеленим), заселили композит з вуглецевих нанотрубок (сірі) і наночастинок кремнію (фіолетові), переплетених нитками ДНК (сині) / ©Niemeyer Lab, KIT

Для утилізації «надздібностей» S. oneidensis вчені зібрали композитну основу — заповнений рідиною гідрогель, що складається з вуглецевих нанотрубок і ланцюжків сферичних кремнієвих наночасток, переплетених довгими нитками ДНК.

Лабораторні експерименти показали, що такі структури залучають S. oneidensis, але не інших бактерій. Вони заселяли композит на всю його глибину — тоді як, наприклад, кишкові палички лише обережно закріплювалися на поверхні. За словами вчених, «біогібридний композит» залишався стабільним протягом як мінімум кількох днів. При цьому він проводив електрику.

Вуглецеві нанотрубки виступили в ролі електрода, що складається з густопереплетної мережі тонких ниток, і дозволяли збирати заряджені частинки з поверхні заплутаних в ній клітин. Регулювати роботу такої системи вчені змогли за допомогою ферментів, які розрізають ДНК в композиті, швидко зупиняючи його електрохімічну активність.

«Все це показує, що потенційно подібні матеріали можуть знайти застосування і за межами найближчих областей, таких як створення нових біосенсорів, біореакторів і паливних комірок»,
резюмує Крістоф Німейєр.

Натхнення: naked-science.ru

Кнопка «Наверх»
Закрыть