Создан материал из живых бактерий, вырабатывающих ток

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.