«Понятие вот – то, что, если мы d крышку бака обработки сточных вод и затем даем бактериям электрод, они смогут выработать электричество, чистя воду», говорит co-first создатель Зак Ренджерт, аспирант химии в UCSB. «И сумма электричества, которую они создают, никогда не будет приводить ничего громадного в действие, но это может компенсировать цена очистки воды».Бактерии, каковые вдохновили это изучение, Shewanella oneidensis Господин 1, живой в бескислородной окружающей среде и смогут вдохнуть металлические необходимые ископаемые и электроды – вместо воздуха – через проводящие ток белки в их клеточных мембранах. Большинство бактериальных разновидностей, но, не имеет таких белков и исходя из этого само собой разумеется не создаёт ток.
Беря энтузиазм от охватывающих мембрану проводящих белков oneidensi S., команда выдвинула предположение, что с верным видом биологически совместимой молекулярной добавки, это электропроисхождение имело возможность бы быть присуждено бактериям, каковые не развились, чтобы сделать так.Исследователи, под управлением ведущим автором Гильермо Басаном в UCSB, выстроили молекулу именующиеся DFSO +, что содержит атом железа в его ядре. Чтобы добавить DFSO + к бактериям, исследователи расторгли мелкое количество порошка ржавого цвета в воду и добавили то ответ бактерий. В течение нескольких мин. синтетическая молекула нашла личный путь в клеточные мембраны и начала бактерий проводить ток через ее железное ядро, предоставив новый путь бактериям, чтобы доставить электроны в челноке изнутри к внешней стороне клетка.
Вследствие того что DFSO + форма молекулы отражает структуру клеточных мембран, это может не так долго осталось ждать проскользнуть в мембраны и остаться в том месте комфортно в течение многих недель. Подход, возможно, нуждался бы в некоторых щипающих перед тем как быть примененным к долгосрочному производству электричества, исследователи говорят, но это – ободрительное начальное открытие.Этот химический подход к изменению возможностей бактерий, возможнее, будет более недорогим, чем бактерии, генетически спроектированные, чтобы сделать ту же самую работу. «Это – целиком и полностью различная стратегия микробного поколения электричества», говорит второй co-first создатель, Нейт Кирчхофер (@natekirchhofer), раньше студент градиента в UCSB и по сей день постдокторский исследователь при Изучении Убежища в Санта-Барбаре, Приблизительно «Прежде, мы строили эти устройства, и мы были ограничены оптимизацией их, поменяв реакторные материалы и архитектуру или используя методы генной инженерии».Исследователи именуют DFSO + молекула «белок протезный», по обстоятельству того, что это – небелок, химический, что делает работу белка. «Это – вид аналогичных протезу, где Вы используете пластмассовую конечность, это в конечном итоге не сделано из чужого тела», говорит Ренджерт.
Познание, как электрогенные бактерии потребляют органическое горючее и используют их метаболические процессы, чтобы произвести электрические токи, имело возможность привести к более действенной биологической создающей электричество разработки. «Полезно иметь четко определенную, замечательно осознанную молекулу, которую мы можем опросить», говорит Кирхгофер. «Мы знаем, как это соединяется с бактериями, так, это дает нам очень верный электрохимический контроль над бактериями. В то время как эта молекула не могла бы быть лучшей, которая будет когда-либо существовать, это – первое поколение этого вида молекулы».