Elektricky vodivé bakterie jsou tajemstvím baterií …
Vědci překvapivě objevili, jak podivné bakterie žijící v půdě a sedimentech mohou vést elektřinu. Vědci zjistili, že bakterie to dělají díky dokonalé biologické struktuře, která v přírodě nikdy předtím nebyla; stavba, kterou si vědci mohou vybrat, aby zmenšili elektroniku, vytvořili výkonné, ale malé baterie, vyráběli bezdrátové kardiostimulátory a vylepšovali ostatní. lékařské zálohy.
Vědci věřili, že Geobacter sulfurreducens přenášel elektřinu běžnými, vlasovými nádstavci zvanými pili. Místo toho výzkumník a kolegové z Lékařské fakulty University of Virginia zjistili, že bakterie přenášejí elektřinu přes dokonale uspořádaná vlákna vyrobená ze zcela jiného proteinu. Tyto proteiny obklopují jádro molekul obsahujících kov, jako je elektrický drát obsahující kovové dráty. Tento „nanodrát“ je však 100 000krát menší než šířka lidského vlasu.
Vědci se domnívají, že tato malá, ale čistá struktura může být nesmírně užitečná pro všechno, od využití energie z bioenergie přes čištění znečištění až po budování biologických senzorů. Ve skutečnosti může fungovat jako most mezi elektronickými a živými buňkami.
„K tkáni jsou připojeny všechny druhy implantovaných zdravotnických prostředků, jako jsou olověné kardiostimulátory, což by mohlo vést k aplikacím, kde máte miniaturní zařízení propojená těmito proteinovými řetězci,“ řekl Edward H. Egelman. PhD z UVA. „Nyní si můžeme představit miniaturizaci mnoha elektronických zařízení produkovaných bakteriemi, což je docela překvapivé.“
Malý, ale efektivní
Bakterie Geobacter hrají v půdě důležitou roli, včetně usnadnění přeměny minerálů a dokonce i čištění radioaktivního odpadu. V prostředí bez kyslíku používají nanodráty k odhazování přebytečných elektronů, což lze považovat za ekvivalent inhalace. Tyto nanodráty zaujaly vědce, ale vědci z UVA, Yale a Kalifornské univerzity v Irvine teprve nyní byli schopni určit, jak G. síryreduceny používají tyto organické dráty k vedení elektřiny.
“Technika [to understand nanowires] Byl k dispozici až před asi pěti lety, kdy pokrok v kryoelektronové mikroskopii umožňoval vysoké rozlišení, “uvedl Egelman z UVA Department of Biochemistry and Molecular Genetics. Jeden z těchto nástrojů máme na UVA, a proto máme schopnost skutečně porozumět struktuře těchto vláken na atomové úrovni. … Takže toto bude jen jedna z mnoha záhad, které můžeme pomocí této technologie vyřešit právě teď, například virus, který může přežít ve vroucí kyselině a další. “
Uvedl, že vědci a výrobci mohou získat mnoho cenných poznatků a užitečných poznatků tím, že porozumí přirozenému světu i v těch nejmenších měřítcích. “Jedním příkladem, který mi přijde na mysl, je pavoučí hedvábí, které je vyrobeno z proteinů, jako jsou nanodráty, ale je silnější než ocel,” řekl. „Během miliard let evoluce vyvinula příroda materiály s mimořádnými vlastnostmi a my to chceme využít.“
Zdroj příběhu:
Materiály poskytované Zdravotnický systém University of Virginia. Poznámka: Obsah lze upravovat podle stylu a délky.
