Pilvenpiirtäjiä bakteereille10.03.2022 Cambridgen yliopiston tutkijat ovat tehneet pieniä "pilvenpiirtäjiä" bakteeriyhteisöille, auttaen niitä tuottamaan sähköä pelkästään auringonvalosta ja vedestä. Työssään tutkijat käyttivät 3D-tulostusta luodakseen korkean tason "nano-asuntoja", joissa aurinkoa rakastavat bakteerit voivat kasvaa nopeasti. Sitten tutkijat pystyivät erottamaan bakteerien fotosynteesistä ylijääneet hukkaelektronit, joita voitaisiin käyttää pienten elektroniikkalaitteiden tehonlähteenä. Muutkin tutkimusryhmät ovat ottaneet energiaa fotosynteettisistä bakteereista, mutta Cambridgen tutkijat ovat havainneet, että oikeanlaisen kodin tarjoaminen niille lisää kerättävän energian määrää enemmän kuin suuruusluokalla. Lähestymistapa on kilpailukykyinen perinteisiä uusiutuvan bioenergian tuotantomenetelmiä vasten ja se on jo saavuttanut aurinkoenergian muunnostehokkuuden, ja voi kilpailla yhtenä monista nykyisistä biopolttoaineiden tuotantomenetelmistä. Tutkimusjulkaisussa raportoidut tulokset avaavat uusia väyliä bioenergian tuotannossa ja viittaavat siihen, että aurinkoenergian "biohybridilähteet" voisivat olla tärkeä osa hiilidioksidipäästötöntä energiayhdistelmää. Fotosynteettiset bakteerit eli syanobakteerit ovat maan runsain elämä. Useiden vuosien ajan tutkijat ovat yrittäneet "johdottaa" sinilevien fotosynteesimekanismeja saadakseen niistä energiaa. "On ollut pullonkaula sen suhteen, kuinka paljon energiaa voit todella saada fotosynteettisistä järjestelmistä, mutta kukaan ei ymmärtänyt, missä pullonkaula oli", kertoo Jenny Zhang. "Useimmat tutkijat olettivat, että pullonkaula oli biologisella puolella, bakteereissa, mutta olemme havainneet, että merkittävä pullonkaula on itse asiassa materiaalipuolella." Syanobakteerit tarvitsevat kasvaakseen paljon auringonvaloa – kuten järven pinta kesällä. Ja jotta fotosynteesin kautta tuottaman energian saadaan talteen, bakteerit on kiinnitettävä elektrodeihin. Cambridge-tiimi 3D-tulosti mukautettuja elektrodeja metallioksidinanohiukkasista, jotka on räätälöity toimimaan syanobakteerien kanssa niiden toteuttaessa fotosynteesiä. Elektrodit printattiin erittäin haarautuneina, tiheästi pakattuina pilarirakenteina, kuten pieni kaupunki. "Elektrodeissa on erinomaiset valonkäsittelyominaisuudet, kuten kerrostaloasunnossa, jossa on paljon ikkunoita", Zhang sanoo. ”Syanobakteerit tarvitsevat jotain, johon ne voivat kiinnittyä ja muodostaa yhteisön naapureidensa kanssa. Elektrodimme mahdollistavat tasapainon suuren pinta-alan ja valon välillä – kuten lasinen pilvenpiirtäjä.” Kun itsekokoontuvat syanobakteerit olivat uudessa "langallisessa" kodissaan, tutkijat havaitsivat, että ne olivat tehokkaampia kuin muut nykyiset bioenergiatekniikat, kuten biopolttoaineet. Aiheesta aiemmin: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.