Ученые создали прототип бактериального генератора электроэнергии

Немецкие ученые разработали «биогибридный композит», собирающий электрические заряды с бактерий

Фото: Ella Marushchenko, University of Minnesota

Немецкие ученые из Технологического института Карлсруэ представили «биогибридный композит», который позволяет собирать электрические заряды с бактериальных клеток напрямую.

В работе ученые использовали свойства морских бактерий Shewanella oneidensis, известных как «бактерии, питающиеся электричеством». Такое название Shewanella oneidensis получили за способность получать и напрямую использовать свободные электроны для восстановления металлических оксидов.

Ранее ученые уже предпринимали попытки превратить этих микробов в живые источники «чистой» электроэнергии, но на практике оказалось, что собирать заряды с живых и подвижных отдельных клеток, не так то и просто. И лишь недавно появился первый прототип, который способен выполить данную задачу.

Прототип имеет специальную композитную основу, представляющую собой заполненный жидкостью гидрогель, который создан из углеродных нанотрубок (выступили в роли электрода, позволяют собирать заряженные частицы с поверхности запутавшихся в нтх клеток) и цепочек сферических кремниевых наночастиц, переплетенных длинными нитями ДНК.

Для регулировки работы данной системы ученые использовали ферменты, разреающие ДНК в композите, тем самым быстро останавливая его электрохимическую активность.

Зеленый цвет - бактерии, серый - композит из углеродных нанотрубок, фиолетовый - наночастицы кремния, синий - нити ДНК. Изображение: ©Niemeyer Lab, KIT

Как показали эксперименты в лаборатории, такие структуры привлекают исключительно Shewanella oneidensis, которые заселяли данный композит на всю глубину. Ученые при этом отметили, что «биогибридный композит» проводил электричество и оставался стабильным на протяжении не менее нескольких дней.

Ученые считают, что их работа показала, что потенциально подобные материалы могут быть использованы в самых разных областях. Например, создании топливных ячеек и биореакторов, а также при разработке новых биосенсоров.