Ranije ovog mjeseca, skupina istraživača sa Sveučilišta Yale otkrila je novu studiju koja otkriva novu vrstu bakterija sposobnih za disanje električne energije pomoću svjetlosti . To znači da im energija omogućuje pojačavanje električne aktivnosti, što im omogućuje disanje pod određenim uvjetima.
Zahvaljujući ovom otkriću, koje se smatra vrlo važnim, istraživači zaduženi za članak pokušat će iskoristiti sve ovo kako bi pronašli nove načine korištenja u svijetu, a jedna od njih je stvaranje novih izvora obnovljivih goriva , kao i uklanjanje bioopasnog otpada , ali istina je da će za to biti potrebna dublja istraživanja i temeljitije proučavanje ovih bakterija.
Nove bakterije koje "dišu" električnu energiju
Općenito, svi ili većina živih mikroorganizama karakterizira se sposobnošću disanja kisika , što im omogućuje oslobađanje elektrona prilikom pretvaranja hranjivih tvari u energiju. Međutim, ne posjeduju svi mikroorganizmi tu sposobnost, jer to ovisi o njihovom okruženju.
To znači da mnoge životinje i bakterije godinama žive na dnu zemlje ili mora , što im onemogućuje pristup kisiku. Zbog toga su prisiljene pronaći druge načine disanja i preživljavanja.
U ovom slučaju, dišu apsorbirajući minerale kroz sićušnu proteinsku nit poznatu kao "nenociable". Zahvaljujući studijama koje su do danas proveli znanstvenici, uočeno je da kada su ove bakterije izložene svjetlosti , sposobne su proizvesti veliku električnu struju , što je otvorilo vrata mnogo više istraživanja.
Dakle, svi ovi istraživači koji su zaduženi počeli su istraživati kako bi se sve to moglo iskoristiti za poticanje rasta optoelektronike , kao i za hvatanje metana, što će omogućiti stvaranje mehanizama za borbu protiv globalnog zatopljenja u nadolazećim godinama.
„Dramatično povećanje struje u nanožicama izloženim svjetlosti pokazuje stabilnu i snažnu fotostruju koja traje satima.“
Nikhil Malvankar, izvanredni profesor biofizike i molekularne biokemije na Yale institutu za mikrobne znanosti
Međutim, to nisu bile jedine bakterije s ovim sposobnostima otkrivene do sada, budući da je 2018. godine skupina mikrobiologa istraživača sa Sveučilišta Washington State pronašla bakteriju u gejzirskom bazenu Heart Lake u Nacionalnom parku Yellowstone.
Prema istraživanju provedenom na njima, otkriveno je da su sposobni provoditi električnu energiju prenoseći elektrone na vanjske metale ili minerale , koristeći svoje žičaste dlačice. U to vrijeme se smatralo da se ta električna struja koju proizvode može iskoristiti za primjene male snage.
Prema provedenim studijama, vjeruje se da bakterije mogu kontinuirano proizvoditi energiju sve dok imaju gorivo , stoga su otkrića o tim bakterijama vrlo važna za osmišljavanje budućih projekata koji omogućuju rad s njima.
S druge strane, u lipnju 2022. godine, tim sa Sveučilišta Binghamton pronašao je način hranjenja biobakterija . Kako bi to učinili, proveli su studiju od nekoliko tjedana koristeći tri vrste bakterija koje su bile smještene u nekoliko komora.
Zahvaljujući tome, utvrđeno je da su sposobni pružiti rješenja za mnoge probleme koji trenutno pogađaju naš planet, ali sve to zahtijeva daljnja istraživanja.
Sve je to otkrilo kako su ove bakterije sposobne za proces fotosinteze potpuno drugačiji od onoga na što smo navikli. To je respiratorni mehanizam koji može biti vrlo koristan ako se odabere pravi pristup. Stoga se trenutno diljem svijeta provodi nekoliko studija i nada se da će se ove bakterije u bliskoj budućnosti dobro iskoristiti.
„To je vrlo drugačiji oblik fotosinteze; vrlo je zanimljiv. Ovdje svjetlost ubrzava disanje bakterija zbog brzog prijenosa elektrona između nanožica.“
Nikhil Malvankar, izvanredni profesor biofizike i molekularne biokemije na Yale institutu za mikrobne znanosti
Mogu li se koristiti za proizvodnju električne energije za gradove?
Glavni cilj svih ovih studija je omogućiti tim bakterijama proizvodnju električne energije za gradove, nešto što se čini vrlo teško postići, ali što se počelo analizirati kako bi se vidjelo koliko je to moguće u budućnosti.
Prema dosadašnjim istraživanjima, ove bakterije proizvode proteinske nanostrukture , vrlo male strukture koje, kada se spoje s drugim proteinima, mogu poslužiti kao električni kabel kroz koji će se odvijati prijenos elektrona .
Ako se ove nanostrukture mogu proizvoditi u većem opsegu i formirati proteinske biofilmove , tada mogu prenositi elektrone kroz vlažnost zraka, omogućujući daljinsko paljenje LED svjetla.
Promjena načina na koji proizvodimo električnu energiju ključna je za očuvanje planeta Zemlje , posebno zato što trenutno koristimo ugljen, naftu, plin i fosilna goriva za proizvodnju električne energije, što polako utječe na klimu zbog ogromnih količina ugljičnog dioksida koji zadržava sunčevu toplinu koja dopire do nas.
Sve to stvara ono što je poznato kao efekt staklenika . Stoga bi razvoj novog načina dobivanja električne energije u budućnosti bio ključan, posebno ako se to može učiniti korištenjem ovih bakterija koje proizvode električnu energiju.
Za sada moramo pričekati da ove studije napreduju i utvrditi koliko će to biti vjerojatno u budućnosti. U tu svrhu istraživači detaljno analiziraju ove bakterije kroz razne eksperimente koji će pomoći u provjeri jesu li ove teorije istinite.
