Истражувачите од Универзитетот „Нов Јужен Велс“ во Австралија успешно изработиле протеински филаменти произведени од бактерии за да можат да спроведат струја, па дури и да ја создаваат користејќи ја влагата од воздухот. Ова истражување, кое се состои од инженерство на протеини и наноелектроника, може да им помогне на научниците да развијат „зелена електроника“, се вели во соопштението за јавноста од страна на универзитетот.

Современата електроника е направена со користење енергетски интензивни процеси и екстремно токсични компоненти. Тие се потребни за да се олесни движењето на електроните во уредот и да се заврши работата.

Од друга страна, повеќе настани во природата бараат и движење на електрони. На пример, во процесот на фотосинтеза што растенијата ја користат за да ја создадат својата храна, хлорофилот ги движи електроните низ различни протеински молекули. Бактериските системи, исто така, пренесуваат електрони низ мембраните користејќи  филаменти наречени наножици (наноструктура во форма на жица).

Инженерски бактерии за наножици

Бактериските наножици можат да спроведат струја и потенцијално може да се користат за да се осмислат системи за сензори. Сепак, откако ќе се соберат од бактерии, овие наножици тешко се менуваат и затоа имаат ограничена функционалност.

- За да ги надминеме овие ограничувања, генетски конструиравме влакна користејќи ја бактеријата ешерихија коли. Ја модифициравме ДНК на бактеријата, така што бактериите не само што ги произведоа протеините што им се потребни за да преживеат, туку го изградија и специфичниот протеин што го дизајниравме, кој потоа го креиравме и го поставивме во наножици во лабораторија - вели Лоренцо Траваглини, постдокторски истражувач во Универзитетот „Нов Јужен Велс“, кој бил вклучен во работата.

Интересно е тоа што оваа дополнителна молекула која ги прави наножиците високо спроводливи е хем, прстенеста структура базирана на железо, која вообичаено се наоѓа во крвта на животните и се користи за транспорт на кислород до различни делови од телото.

Правење струја од воздух

Тимот го продолжил истражувањето на бактериските наножици, кои покажале дека кога молекулите на хемот се тесно наредени заедно, тие можат да вршат пренос на електрони. Траваглини и неговиот тим го интегрирале хемот во нивните конструирани филаменти, надевајќи се дека електроните ќе скокаат помеѓу молекулите на хемот доколку се стават доволно блиску еден до друг. Со мерење на спроводливоста на филаментите во присуство и отсуство на молекули на хем, истражувачите потврдиле дека молекулата базирана на железо го прави протеинот спроводлив.

За време на нивните опсежни тестови, истражувачите откриле дека електричната струја е посилна кога амбиенталните услови се помеѓу 20 и 30 проценти влажност. Кога тестовите се повториле со зголемени количини на спроводлив материјал сместен меѓу електродите, истражувачите потврдиле дека влажноста создава градиент на полнење низ материјалот и генерира дополнителна струја, без примена на дополнителен потенцијал.

Тимот сега истражува како својствата на нивните протеини може да се приспособат со промена на структурата на хемот или околината на филаментот. Во еден експеримент истражувачите користат молекули чувствителни на светлина за да го олеснат преносот на електрони. Траваглиини истакнал дека истражувањето сè уште е во рана фаза и дека ќе биде потребно извесно време за да стане дел од секојдневната електроника.

- Не знаеме колку точно ќе потрае, но можеме да видиме дека одиме во вистинската насока - заклучил тој.

Извор: Interesting engineering

Фото: Freepik