Uhlíkové nanorúrky zvýšia účinnosť bakteriálnych solárnych článkov
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 26. 9. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Inžinieri z EPFL našli spôsob, ako vložiť uhlíkové nanorúrky do fotosyntetických baktérií, čo výrazne zvyšuje ich elektrický výkon. Tieto nanorúrky dokonca pri delení odovzdávajú svojim potomkom to, čo tím nazýva ako „dedičná nanobionika“.
Fotovoltaické články sú hlavným zdrojom obnoviteľnej energie, ale ich výroba má veľkú ekologickú stopu. Tak ako pri mnohých iných veciach, aj tu si môžeme vziať príklad z prírody, ako vylepšiť naše vlastné zariadenia, a v tomto prípade by sa fotosyntetické baktérie, ktoré získavajú energiu zo slnečného svetla, mohli využiť v mikrobiálnych palivových článkoch.
V novej štúdii tím EPFL dal týmto baktériám impulz vložením uhlíkových nanorúrok, čiže malých zrolovaných plátov grafénu, materiálu, ktorý je známy svojou vodivosťou. Články s nanorúrkami pritom dokázali z rovnakého množstva slnečného svetla vyrobiť až 15-krát viac elektrickej energie ako ich neupravené náprotivky.
Tím tvrdí, že dostať nanorúrky do vnútra baktérií nie je jednoduché, ale podarilo sa im to tak, že ich povrch vybavili kladne nabitými proteínmi. To ich priťahuje k vonkajším membránam baktérií, ktoré sú nabité záporne. Podarilo sa to u dvoch druhov baktérií, Synechocystis a Nostoc, ktoré majú veľmi odlišný tvar.
No asi najzaujímavejšie je, že keď sa baktérie delia, odovzdávajú uhlíkové nanorúrky novým bunkám a tým im dodávajú aj lepšie elektrické vlastnosti. To sa však časom znižuje, pretože koncentrácia uhlíkových nanorúrok sa rozdeľuje medzi čoraz viac buniek, ale je to zaujímavý dôkaz konceptu, ktorý tím nazýva ako dedičná nanobionika.
„Je to ako mať umelú končatinu, ktorá vám dáva schopnosti nad rámec toho, čo môžete dosiahnuť prirodzene,“ povedal profesor Ardemis Boghossian, zodpovedajúci autor štúdie. „A teraz si predstavte, že vaše deti môžu zdediť jej vlastnosti po vás, keď sa narodia. Nielenže sme baktériám vdýchli toto umelé správanie, ale toto správanie zdedia aj ich potomkovia. Je to naša prvá ukážka dedičnej nanobioniky“.
Tím tvrdí, že okrem výroby nových fotovoltaických zariadení by táto technika vkladania uhlíkových nanorúrok mohla byť užitočná aj na monitorovanie vnútorného fungovania baktérií alebo na sledovanie dedičnej línie medzi generáciami v populácii.
Výskum bol uverejnený v magazíne Nature Nanotechnology.
