Jedného dňa by sa baktérie ako táto mohli dostať do biologicko-kremíkových obvodov.
Energetické spoločnosti usmerňujú elektróny pomocou medených drôtov. Zdá sa, že niektoré baktérie robia niečo podobné. V neprítomnosti kyslíka množstvo bežných druhov pôdnych baktérií pestuje drobné nanodrôty, pozdĺž ktorých vytláčajú elektróny do blízkych skál. Tento pohyb elektrónov produkuje energiu, ktorú baktérie používajú na výrobu ATP - molekuly, ktorú všetky bunky používajú na napájanie všetkého, čo robia. Táto stratégia výroby energie je však dosť nezvyčajná; mimo týchto druhov väčšina buniek, vrátane ľudských buniek, vyrába svoju energiu pomocou vnútorných procesov, nie vonkajších.
Vedci však už dlho vedia o týchto baktériách, ktoré prenášajú elektróny na minerály. Ide len o to, že detaily procesu boli zahmlené. Koniec koncov, je ťažké si predstaviť bakteriálne nanodrôty, ktoré môžu byť široké len 10 nanometrov. Teraz však jeden tím fyzikov a biológov vytvoril snímku Shewanella oneidensis pôdne baktérie rastúce nanodrôty žijú. Áno, ako v prípade „naživo v televízii“. Vedci cestou objavili, z čoho sú nanodrôty vyrobené. Drôty sú v skutočnosti vytvorené z vonkajších membrán baktérií; druh má dve membrány, ktoré tvoria ich „kožu“.
„Čo bunka robí, je v skutočnosti trochu morfovať,“ hovorí Mohamed El-Naggar, fyzik z University of Southern California, ktorý viedol novú štúdiu. Populárna veda. "Predlžuje svoju vonkajšiu membránu v tvare dlhej trubice." Predtým si vedci mysleli bakteriálne nanodrôty boli vyrobené z pili, vlasových príloh, ktoré sú bežné na jednobunkových organizmov.
"Toto rieši dlhotrvajúcu záhadu o tom, ako presne sa náboj pohybuje na týchto štruktúrach," hovorí El-Naggar. Membrány bakteriálnych buniek majú v sebe zabudované proteíny nazývané cytochrómy, o ktorých je známe, že si navzájom odovzdávajú elektróny. Pili nemajú cytochrómy. (Napriek tomu existujú dôkazy, že iné druhy môžu skutočne používať pili na výrobu svojich nanodrôtov, hovorí El-Naggar.)
El-Naggar už niekoľko rokov študuje baktérie vytvárajúce nanovlákna. V roku 2012, Populárna vedaho označil za jedného z Brilantných 10 mladých vedcov roka za svoju prácu. Štúdie ako on by jedného dňa mohli viesť k bioelektrickým zariadeniam, ktoré kombinujú kremíkové zložky aj biologické. Koniec koncov, ak existujú baktérie, ktoré sú schopné prenášať elektróny do hornín, potom by mohli prenášať elektróny aj na komponenty v obvode. Inžinieri sa tiež snažia začleniť baktérie na výrobu nanovlákna do palivových článkov.
Na oboch frontoch je ešte veľa práce. Neexistuje žiadna záruka, že bakteriálne palivové články alebo obvody budú efektívnejšie ako tie, ktoré sa používajú dnes. Myšlienka je však taká, že ak biologické obvody fungujú, „tak trochu nakoniec získate to najlepšie z oboch svetov,“ hovorí El-Naggar. Výsledný obvod by mohol mať komponenty, ktoré sa samy opravia a replikujú (z baktérií), ako aj super presné komponenty (umelo vyrobené časti).
El-Naggar a jeho tím dnes zverejnili svoju prácu v časopise Zborník Národnej akadémie vied.
