يمكن للبكتيريا بناء أسلاك نانوية

اكتشف الباحثون في مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني (PNNL) أنه في ظل ظروف معينة، بعضها شائع جدًا يمكن للبكتيريا تشكيل أسلاك نانوية. وكانت هذه البكتيريا قادرة على إنتاج أسلاك نانوية يصل قطرها إلى 10 نانومتر، ولكن يمكن أن يصل طولها إلى مئات الميكرونات. المثير للاهتمام هنا هو أن هذه الأسلاك النانوية موصلة للكهرباء. وهذا يعني أنه يمكن استخدام البكتيريا لبناء خلايا الوقود الميكروبية أو البطاريات التي تعمل بالبكتيريا. وكما قال أحد الباحثين: "تبدو الأرض وكأنها موصولة بأسلاك صلبة".

هنا مقدمة من بيان صحفي PNNL.

متى يوري جوربي [وزميله جيفري ماكليناكتشف أن الميكروب الذي يحول المعادن السامة يمكن أن ينبت أسلاكًا صغيرة موصلة للكهرباء من غشاء الخلية، استنتج أن هذه الغرابة التشريحية وفسيولوجيتها المتغيرة للمعادن يجب أن تكون كذلك متعلق ب.

أفاد أحد الزملاء، الذي استمع إلى عرض جوربي في اجتماع علمي، أنه أيضًا كان قادرًا على جذب أسلاك نانوية من واقترح أيضًا ما يسمى بأنواع البكتيريا التي تقلل المعادن، كما اقترح أن الأسلاك، التي تسمى بيلي، يمكن استخدامها في الهندسة الحيوية الكهربائية. الأجهزة.

إذن ما نوع التجارب التي أجراها جوربي وزملاؤه؟

وفي سلسلة من التجارب، قام جوربي وزملاؤه بتحريض أسلاك نانوية في مجموعة متنوعة من البكتيريا وأثبتوا أنها موصلة للكهرباء. كان قطر الأسلاك البكتيرية النانوية صغيرًا يصل إلى 10 نانومتر، وشكلت حزمًا يصل عرضها إلى 150 نانومتر. لقد نمت لتصبح من عشرات الميكرونات إلى مئات الميكرونات.

لكن دعونا نلقي نظرة على بعض الصور التي توضح هذا الاكتشاف. فيما يلي "صورة بالمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) لـ س. com.oneidensis تتكون الخلايا في الثقافة المستمرة (الكيمياء الكيميائية) مع محدودية متقبل الإلكترون والتحريض المنخفض (50 دورة في الدقيقة) من مجاميع ذات زوائد تشبه الشعرة يتراوح قطرها من 50 إلى أكثر من 150 نانومتر وتمتد لعشرات الميكرونات أو أكثر (أ). وقد لوحظت هياكل مماثلة بواسطة المجهر الفلوري عند صبغها بصبغة فلورسنت غير محددة مرتبطة بالبروتين (B)" (مصدر الصورة: PNNL).

وفي الصور الأخرى أدناه، يمكنك رؤية الأسلاك النانوية التي يتم إنتاجها بواسطة نوعين من "جكانت طفرات السيتوكرومات من النوع ديكاهيم، وطفرات GSPD (A) وΔMTRC/OMCA (B) مشابهة من الناحية الشكلية لتلك التي تنتجها الخلايا البرية. ولكنها كانت موصلة بشكل سيئ استنادًا إلى المجهر النفقي الماسح (STM)، كما هو موضح هنا بالنسبة إلى طفرة GSPD (C)" (مصدر الصورة: PNNL).

إلى جانب التطبيقات المستقبلية، مثل البطاريات التي تعمل بالبكتيريا، ما نوع الاستنتاج الذي يمكننا استخلاصه من إنتاج البكتيريا للكهرباء؟ إليكم إجابة جوربي.

وقال: "إن الآثار الفسيولوجية والبيئية لهذه التفاعلات غير معروفة حاليًا، ولكن التأثير معروف يوحي بوجود شكل منظم للغاية لتوزيع الطاقة بين أعضاء أقدم أشكال الحياة وأكثرها استدامة على سطح الأرض كوكب."

يجب أن يتم نشر هذا العمل البحثي من قبل وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS) تحت عنوان "الأسلاك البكتيرية الموصلة للكهرباء التي تنتجها شيوانيلا أونيدنسيس سلالة MR-1 والكائنات الحية الدقيقة الأخرى."

ولكن بما أنه غير متوفر على الإنترنت بعد، فإليك رابطًا إليه المخطوطة لتظهر في PNAS (تنسيق PDF، 35 صفحة، 2.37 ميجابايت). تم استخراج الرسوم التوضيحية أعلاه والتسميات التوضيحية الخاصة بها من هذه الوثيقة.

المصادر: بيان صحفي للمختبر الوطني لشمال غرب المحيط الهادئ، 10 يوليو 2006؛ ومواقع الويب المختلفة

ستجد القصص ذات الصلة باتباع الروابط أدناه.

• التكنولوجيا الحيوية
  
• طاقة
  
• تكنولوجيا النانو
  
• علوم