Създадени бионични гъбички, способни да използват бактерии и графен за енергия
Фантастични гъби. Техните свойства, извън употребата на храна, са многобройни. Ново проучване, проведено от учени от Технологичния институт на Стивънс, направи възможно използването им за производство на енергия.
Учените използвали обикновен шампион и го направили бионичен, претоварвайки го с 3D отпечатани цианобактерии, които генерират електричество и графен, които могат да събират ток.
Експеримент, който изглежда излиза от приказката за Алиса в страната на чудесата, но хибридите са част от по-широки усилия за създаване на нови екологични технологии.
„В този случай нашата система - тази бионична гъба - произвежда електричество“, каза Ману Манур, професор по машиностроене в Стивънс. "Чрез интегрирането на цианобактерии, способни да произвеждат електричество, с наномащабни материали, способни да събират ток, успяхме да получим по-добър достъп до уникалните свойства и на двете, да ги увеличим и да създадем напълно нова функционална бионична система."
Способността на цианобактериите да произвеждат електричество е добре известна, но изследователите са ограничили използването на тези микроби в биоинженерни системи, тъй като цианобактериите не оцеляват дълго на изкуствени повърхности. Учените се чудеха дали гъбите с бели бутони, които естествено съдържат богата микробиота, биха могли да осигурят правилната среда - хранителни вещества, влага, pH и температура - за цианобактериите да произвеждат електричество за по-дълъг период.
Така беше. Mannoor и докторантът Джоши показа, че клетките на цианобактериите продължават по-дълго, когато се поставят върху капачката на гъба шампион.
„Гъбите по същество служат като екологичен субстрат с подобрени хранителни способности за енергийно произвеждащи цианобактерии. За първи път показахме, че хибридната система може да включва изкуствена колаборация или конструирана симбиоза между две различни микробиологични сфери “, каза Джоши.
Учените използвали роботизиран 3D принтер, за да отпечатат първо „електронно мастило“, съдържащо графен. Печатна разклонена мрежа, която служи за събиране на електричество върху гъбената шапка. Можем да го възприемем като комбинация от игли, които се залепват в една клетка за достъп до електрическите сигнали в нея.
След това те отпечатаха „био-мастило“, съдържащо цианобактерии върху гъбната шапка по спирален модел, който се пресича с електронното мастило в множество точки на контакт. На тези места електроните могат да се движат през външните мембрани на цианобактериите към проводимата мрежа на графен.
„С тази работа можем да си представим огромни възможности за биохибридни приложения от следващо поколение“, казва Манур. „Например, някои бактерии могат да светят, докато други усещат токсини или произвеждат гориво. Чрез безпроблемно интегриране на тези микроби с наноматериали бихме могли да направим много по-невероятни биохибриди за дизайн за околната среда, отбраната, здравеопазването и много други области. "
Изследването е публикувано в Nano Letters.
Франческа Манкузо
