S-au creat ciuperci bionice capabile să valorifice bacteriile și grafenul pentru energie
Ciuperci fantastice. Proprietățile lor, dincolo de utilizarea alimentelor, sunt multiple. Un nou studiu, realizat de oamenii de știință de la Institutul de Tehnologie Stevens, a făcut posibilă exploatarea acestora pentru a produce energie.
Oamenii de știință au folosit un șampanie obișnuit și l-au făcut bionic, supraîncărcându-l cu cianobacterii imprimate 3D care generează electricitate și grafen care pot colecta curent.
Un experiment care pare să iasă din basmul Alice în Țara Minunilor, dar hibrizii fac parte dintr-un efort mai larg de a crea noi tehnologii ecologice.
"În acest caz, sistemul nostru - această ciupercă bionică - produce electricitate", a spus Manu Mannoor, profesor de inginerie mecanică la Stevens. "Prin integrarea cianobacteriilor capabile să producă energie electrică cu materiale la scară nanomobilă capabile să colecteze curent, am reușit să accesăm mai bine proprietățile unice ale ambelor, să le mărim și să creăm un sistem bionic funcțional complet nou."
Capacitatea cianobacteriilor de a produce electricitate este bine cunoscută, cu toate acestea cercetătorii au limitat utilizarea acestor microbi în sistemele bioinginerate, deoarece cianobacteriile nu supraviețuiesc mult timp pe suprafețe artificiale. Oamenii de știință s-au întrebat dacă ciupercile cu butoane albe, care adăpostesc în mod natural o microbiotă bogată, ar fi putut asigura mediul potrivit - substanțe nutritive, umiditate, pH și temperatură - pentru ca cianobacteriile să producă electricitate pentru o perioadă mai lungă.
Asa a fost. Mannoor și doctorandul Joshi au arătat că celulele cianobacteriei au durat mai mult atunci când au fost plasate pe capacul unei ciuperci champignon.
„Ciupercile servesc, în esență, ca substrat de mediu, cu capacități de hrănire sporite pentru cianobacteriile producătoare de energie. Am arătat pentru prima dată că un sistem hibrid poate încorpora o colaborare artificială sau o simbioză proiectată între două tărâmuri microbiologice diferite ”, a spus Joshi.
Oamenii de știință au folosit o imprimantă 3D robotizată pentru a imprima mai întâi o „cerneală electronică” care conține grafen. O rețea ramificată tipărită care servește la colectarea energiei electrice pe capacul ciupercilor. Ne putem gândi la acesta ca la un amestec de ace care se lipesc într-o singură celulă pentru a accesa semnalele electrice din interiorul ei.
Apoi, au imprimat o „cerneală bio” care conține cianobacterii pe capacul ciupercilor într-un model spiralat care se intersectează cu cerneala electronică în mai multe puncte de contact. În aceste locații, electronii s-ar putea deplasa pe membranele exterioare ale cianobacteriilor către rețeaua conductivă a grafenului.
„Cu această lucrare, ne putem imagina oportunități extraordinare pentru aplicațiile bio-hibride de generația următoare”, spune Mannoor. „De exemplu, unele bacterii se pot aprinde, în timp ce altele simt toxine sau produc combustibil. Prin integrarea perfectă a acestor microbi cu nanomateriale, am putea produce mai mulți bio-hibrizi uimitori de design pentru mediu, apărare, asistență medicală și multe alte domenii. "
Studiul a fost publicat în Nano Letters.
Francesca Mancuso
