Создан материал из живых бактерий, вырабатывающих ток ( 2 фото )

Учёные создали удивительный материал, важной частью которого являются живые бактерии, генерирующие электрический ток. Исследователи полагают, что «микробные батарейки» найдут самое разнообразное применение.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Давно известно, что некоторые бактерии в процессе обмена веществ продуцируют свободные электроны и отдают их во внешнюю среду. Такой микроорганизм представляет собой настоящий источник тока.

Разумеется, электроприбор вряд ли можно запитать от одной бактерии. Необходима целая колония микробов, находящаяся в постоянном контакте с электродами. Этого довольно трудно добиться.

Учёные из Технологического института Карлсруэ в Германии решили эту проблему, разработав необычный композитный материал.

    «Мы создали пористый гидрогель, который состоит из углеродных нанотрубок и наночастиц кремнезёма. Они сплетены между собой нитями ДНК», – объясняет глава исследовательской группы Христоф Нимейер (Christof Niemeyer).

В поры этого материала авторы добавили жидкую питательную среду и поселили там бактерии вида Shewanella oneidensis.


Новый материал состоит из бактерий (зелёные), наночастиц диоксида кремния (розовые), углеродных нанотрубок (серые) и нитей ДНК (синие).

Иллюстрация Niemeyer-Lab/KIT.

Микробы успешно колонизировали структуру и взяли на себя роль «батареек». Генерируемые ими электроны вливались в общую электрическую цепь. Эксперимент продолжался несколько дней, и всё это время источник питания стабильно работал.

Чтобы отключить генерацию электричества, учёные добавили в среду фермент, разрезающий нити ДНК. Структура материала нарушилась, и он перестал вырабатывать ток.

    «Насколько нам известно, такой сложный и функциональный биогибридный материал описан впервые», – подчёркивает Нимейер.

Добавим, что многие научные группы работают над созданием микробных топливных элементов, сенсоров и биореакторов. Исследователи надеются, что их разработка найдёт себе применение как в этих областях, так и за их пределами.