Ученые ведут охоту на бактерии, которые питаются и дышат электричеством
В августе прошлого года группа исследователей из Вашингтонского универститеа совершили путешествие вглубь Йеллоустонского национального парка.
После сложной десятикилометровой прогулки по живописным глухим тропинкам в районе бассейна Гейзер-Харт-Лейк, ученые обнаружили четыре водоема с горячей водой. Они установили там несколько электродов, в надежде выманить из укрытия малоизвестные существа — бактерии, которые могут питаться и дышать электричеством.
Через 32 дня они вернулись к горячим источникам, чтобы собрать погружённые электроды. Разработкой этого специального оборудования занимались аспирант Абдельрахман Мохамед и инженер-исследователь Фук Ха под руководством профессоров Халук Бейенала и Пола Хоэншуха.
Они создали недорогой портативный потенциостат — электронное устройство, которое может контролировать потенциал электродов, погружённых в горячие источники в течение длительного периода времени.
«Впервые такие бактерии отбирались на месте в экстремальных условиях щелочных горячих источников», — заявил А. Мохамед, добавив, что температура в них колебалась от почти 38 до 93 градусов по Цельсию.
Эти крошечные существа представляют не просто академический интерес.
Они могут быть ключом к решению одних из самых больших проблем, стоящих перед человечеством, — загрязнение окружающей среды и устойчивая генерация электроэнергии. Такие бактерии могут «съесть» загрязнение, превращая токсичные загрязнители в менее вредные вещества и вырабатывая электричество в ходе этого процесса.
«Поскольку эти бактерии передают свои электроны в металлы или на другие твердые поверхности, они могут генерировать поток электричества, который может быть использован для маломощных приложений», — заявил профессор Бейенал.
Большинство живых организмов, включая людей, используют электроны, которые представляют собой крошечные отрицательно заряженные частицы, в сложной цепи химических реакций для своего питания. Каждому организму нужен источник электронов и место для сброса электронов, чтобы жить.
Мы, люди, получаем электроны из сахаров в пище, которую мы едим, и, окисляем эти сахара с помощью кислорода, которым мы дышим через наши лёгкие.
Некоторые виды бактерий существуют за счёт других химических реакций и сбрасывают свои электроны на металлы или минералы, используя выступающие проводящие волоски.
«Природные условия, обнаруженные в геотермальных объектах, трудно воспроизвести в лабораторных условиях, — сказал профессор Бейенал. — Поэтому мы разработали новую стратегию по сбору теплолюбивых бактерий в их естественной среде».
Команда ученых в сотрудничестве с коллегами из Университета штата Монтана опубликовала свое исследование в издании Journal of Power Sources.
07.03.2019 13:05
