Электричество получили из влаги в воздухе с помощью бактериальных «проводов»
Крошечные трубки проводят электричество и добывают ток из влажного воздуха.
Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса продемонстрировали, что белковые нити, вырабатываемые бактериями, проводят электричество и могут производить его, используя влагу из воздуха. Экологичные компоненты в будущем помогут создать безопасную зеленую энергетику.
Многочисленные природные явления требуют движения электронов, объясняют ученые. Например, в процессе фотосинтеза хлорофилл перемещает электроны между различными белковыми молекулами. Бактериальные системы также переносят электроны через мембраны с помощью проводящих белковых нитей.
Исследователи генетически сконструировали волокно с использованием бактерий кишечной палочки (E. coli). «Мы модифицировали ДНК кишечной палочки так, что бактерии не только производили белки, необходимые для выживания, но и создавали разработанный нами специфический белок, который мы затем сконструировали и собрали в нанопроволоки в лаборатории», - объясняет Лоренцо Траваглини, соавтор исследования.
Интересно, что молекула, добавленная учеными в структуру белка, которая придает нанопроводам высокую проводимость, представляет собой гем. Это круглая структура на основе железа, обычно встречающаяся в крови животных и используемая для транспортировки кислорода. Исследователи интегрировали гем в конструированные нити, надеясь, что электроны будут «прыгать» между этими молекулами, если их расположить достаточно близко друг к другу.
Измерив проводимость нитей в присутствии и в отсутствие гема, исследователи подтвердили, что молекула делает белок проводящим. Более того, в ходе обширных испытаний исследователи обнаружили, что ток был сильнее, когда влажность окружающей среды составляла от 20 до 30%.
Ученые подчеркивают, что исследование все еще находится на ранней стадии и потребуется некоторое время, чтобы оно стало частью повседневной электроники. Но в перспективе открытие позволяет создать экологичные датчики, биомедицинские приборы или даже микроскопические «электростанции».