Stvorene bioničke gljive sposobne iskoristiti bakterije i grafen za energiju
Fantastične gljive. Njihova su svojstva, osim upotrebe hrane, višestruka. Novo istraživanje, koje su proveli znanstvenici sa Stevens Institute of Technology, omogućilo ih je iskorištavanje za proizvodnju energije.
Znanstvenici su koristili obični šampinjon i učinili ga bioničnim, preopteretivši ga 3D tiskanim cijanobakterijama koje stvaraju električnu energiju i grafenom koji mogu skupljati struju.
Eksperiment koji kao da izlazi iz bajke o Alici u zemlji čudesa, ali hibridi su dio šireg napora za stvaranje novih ekološki prihvatljivih tehnologija.
"U ovom slučaju, naš sustav - ova bionička gljiva - proizvodi električnu energiju", rekao je Manu Mannoor, profesor strojarstva u Stevensu. "Integriranjem cijanobakterija sposobnih za proizvodnju električne energije s nanorazmjernim materijalima sposobnim za sakupljanje struje, uspjeli smo bolje pristupiti jedinstvenim svojstvima obje, povećati ih i stvoriti potpuno novi funkcionalni bionički sustav."
Sposobnost cijanobakterija da proizvode električnu energiju dobro je poznata, međutim istraživači su ograničili upotrebu ovih mikroba u bioinženjerskim sustavima, jer cijanobakterije ne opstaju dugo na umjetnim površinama. Znanstvenici su se pitali jesu li gljive bijelog gumba, koje prirodno sadrže bogatu mikrobiotu, mogle pružiti pravo okruženje - hranjive sastojke, vlagu, pH i temperaturu - da cijanobakterije proizvode električnu energiju dulje vrijeme.
Tako je i bilo. Mannoor i doktorand Joshi pokazao je da stanice cijanobakterija duže traju kad se stave na kapu gljive šampinjona.
„Gljivice u osnovi služe kao okolišni supstrat s pojačanim hranjivim sposobnostima za cijanobakterije koje proizvode energiju. Po prvi puta smo pokazali da hibridni sustav može sadržavati umjetnu suradnju ili konstruiranu simbiozu između dva različita mikrobiološka područja ”, rekao je Joshi.
Znanstvenici su pomoću robotskog 3D printera prvo ispisali 'elektroničku tintu' koja sadrži grafen. Ispisana razgranata mreža koja služi za prikupljanje električne energije na kapi gljiva. Možemo ga zamisliti kao mješavinu igala koje se zalijepe u jednu ćeliju za pristup električnim signalima unutar nje.
Zatim su na kapu gljiva ispisali "bio-tintu" koja sadrži cijanobakterije u spiralnom uzorku koji se presijeca s elektroničkom tintom na više dodirnih točaka. Na tim se mjestima elektroni mogli kretati preko vanjskih membrana cijanobakterija do vodljive mreže grafena.
"Ovim radom možemo predvidjeti ogromne mogućnosti za bio-hibridne aplikacije sljedeće generacije", kaže Mannoor. “Na primjer, neke bakterije mogu zasvijetliti, dok druge osjećaju toksine ili proizvode gorivo. Neprimjetnom integracijom ovih mikroba s nanomaterijalima mogli bismo stvoriti još nevjerojatnih biohibrida dizajna za okoliš, obranu, zdravstvo i mnoga druga područja. "
Studija je objavljena u časopisu Nano Letters.
Francesca Mancuso
