Egy forradalmian új rendszer képes a levegőből elektromos áramot előállítani.

Ausztrál tudósok innovatív biológiai rendszert fejlesztettek ki, amely fehérjék révén képes elektromos áramot vezetni. Ez a felfedezés potenciálisan forradalmasíthatja a technológiát, mivel a jövőben helyettesítheti a környezetre káros elektronikai komponenseket.

Az elektronikai eszközök működéséhez elengedhetetlen alkatrészek gyártása rendkívül nagy energiafelhasználással jár, és sok esetben mérgező anyagokkal való munkát is jelent. Ez nemcsak a gyártási folyamat során okoz kihívásokat, hanem az elektronikai hulladékok kezelésénél is jelentős problémákat vet fel. Ugyanakkor ezek az alkatrészek kulcsszerepet játszanak abban, hogy az áram megfelelően áramolhasson a különböző készülékekben.

A természet már régóta rendelkezik egy környezetbarát alternatívával, amelyet érdemes felfedezni. A növények a fotoszintézis folyamatán keresztül állítják elő táplálékukat, miközben a klorofil különböző fehérjemolekulákon keresztül elektronokat juttat el a növény különböző részeihez. Ezzel szemben a bakteriális rendszerek a sejtmembránjukon keresztül is képesek áramot felvenni, köszönhetően az úgynevezett nanohuzaloknak.

Szakértők állítása szerint a szálak alkalmazásával különféle érzékelők előállítása válik lehetővé, azonban ezzel kapcsolatban egy jelentős kihívás merül fel: a baktériumokból kinyert anyagok hatékonysága csökken, miután azokat kinyerik. E problémára keresett megoldást az Új-Dél-Wales-i Egyetem kutatócsoportja Ausztráliában, és úgy tűnik, ígéretes eredményekkel zárták a munkájukat. Az erről szóló részletes tanulmány a Small című tudományos folyóiratban látott napvilágot.

Lorenzo Travaglini, az egyetem kutatócsoportjának vezetője, egy izgalmas projekt keretében módosította az E. coli, azaz a kólibaktérium DNS-ét, hogy a mikroorganizmus ne csupán a túléléshez szükséges fehérjéket termelje, hanem olyan speciális huzalokat is, amelyeket a laboratóriumban terveztek. A kutatók ehhez a hem nevű makromolekulát alkalmazták, amely a globin nevű fehérjéhez kapcsolódik. A globin, amely a vörösvértestek hemoglobinjában található, kulcsszerepet játszik az oxigén szállításában a szervezet különböző részeibe. Ezzel a megközelítéssel a kutatók új lehetőségeket nyitnak meg a biotechnológiai alkalmazások terén.

A kutatók felfedezték, hogy amikor a hem molekulák szoros közelségben helyezkednek el egymás mellett, képesek hatékonyan továbbítani az elektronokat. Ezt az elvet felhasználva hozták létre azt a nanoszálat, amelynek előállításához a módosított E. coli baktériumokat alkalmazták.

A kísérletek során megfigyelték, hogy az elektromos áram intenzitása legnagyobb mértékben a környezet 20-30%-os páratartalmánál mutatkozik. Érdekes módon, amikor a vezető anyag mennyiségét megnövelték, a rendszer képes volt levegőből elektromos áramot előállítani. A kutatók ezen felbuzdulva egy páratartalom-érzékelőt is kifejlesztettek, amely lehetővé tette, hogy a rendszer még az emberi kilégzés észlelésekor is áramot generáljon.

A kutatók reménykednek abban, hogy a jelenlegi kutatások révén a jövőben olyan zöld elektronikai eszközöket hozhatnak létre, amelyek előállításához nem alkalmaznak káros anyagokat.