Морські shewanella oneidensis широко відомі в якості «бактерій, які харчуються електрикою». Справді, ці мікроби здатні отримувати і безпосередньо використовувати вільні електрони для відновлення металевих оксидів. Не дивно, що з тих пір, як їх унікальні здібності були виявлені, вчені не залишають спроби перетворити ці бактерії в живі джерела» чистої ” електричної енергії.

На жаль, на практиці навчитися збирати заряди з окремих клітин, живих і рухливих, виявилося зовсім непросто. Перший прототип пристрою, здатного виконати таке завдання, з’явився лише недавно. Його розробники-команда крістофа німейера (christof niemeyer) з технологічного інституту карлсруе (kit) — представили проект в статті, опублікованій в журналі acs applied materials&interfaces.

бактерії (позначені зеленим), що 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 наночастинок, 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 декількох днів. При цьому він проводив електрику.

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

«все разом це показує, що потенційно подібні матеріали можуть знайти застосування і за межами найближчих областей — таких як створення нових біосенсорів, біореакторів і паливних осередків», — резюмує крістоф німейер.