Bakteerit johtimien tekijöinä

Office of Naval Researchin (ONR) sponsoroimat tutkijat ovat geneettisesti muunnelleet erään tavallisen maaperän bakteerin luomaan eritäin ohuita sähköjohteita.

Tutkimusta johti mikrobiologisti Derek Lovley University of Massachusetts Amherstista, toteaa heidän muokkaamiaan johteita voitavan valmistaa käyttämällä uusiutuvia vihreitä energiavaroja välttäen kovia kemiallisia prosesseja, joita tyypillisesti käytetään luomaan nanoelektroniikan materiaaleja.

Tämän tutkimuksen sankari on Geobacter-bakteeri, joka tuottaa mikrobisia nanolankoja - hiusmaisia proteiinisäikeitä, jotka ulkonevat organismista – mahdollistaen sen tehdä sähköisiä liitäntöjä raudan oksidien kanssa, jotka tukevat sen kasvua maassa.

Vaikka Geobacter luonnollisesti siirtää tarpeeksi sähköä omaan käyttöönsä, virta on liian heikko ihmisten käyttöön. Lovleyn ryhmä viritteli bakteerien genetiikkaa korvaten kaksi johdoissa luontaisesti esiintyvää aminohappoa tryptofaanilla, joka on erittäin hyvä kuljettamaan elektroneja nanomittakaavassa.

Tutkijat arvelivat kaksinkertaistansa syntetisoitujen tryptofaani-infusoitujen nanolankojen johtavuuden mutta ne olivatkin 2000 kertaa paremmin johtavia kuin niiden luonnollinen versio. Tutkijat arvelevat, että näillä erittäin pienillä nanolangoilla on lukuisia mahdollisia sovelluksia kun elektroniset ja tietokonelaitteet edelleen pienenevät. Esimerkiksi ne voidaan asentaa lääketieteellisiin antureihin, joissa niiden herkkyyttä pH:n muutoksille voidaan käyttää tarkkailemaan sykettä tai munuaisten toimintaa.

Nanolangoilla voi myös olla ratkaiseva merkitys antaa tehoa erittäin herkille mikrobeille, jotka voivat aistia epäpuhtauksia, myrkyllisiä kemikaaleja tai räjähteitä.

Sotilaallisesta näkökulmasta nanolangat voisivat ruokkia sähkövirtoja varta vasten suunnitelluille mikrobeille luoda butanolia eli vaihtoehtoista polttoainetta.