https://delusionalrevolt.com/vqmr762sfx?key=c3668b2a6465dafa71bad2322044750a
تكنولوجيا

يكتشف علماء جامعة ييل أن الضوء يسرع التوصيل في “ الشبكة الكهربائية ” في الطبيعة

البكتيريا المنتجة للأسلاك النانوية المصنوعة من السيتوكروم أومكس

البكتيريا المنتجة للأسلاك النانوية المصنوعة من السيتوكروم أومكس. الائتمان: استوديو إيلا مارو

هناك شبكة عالمية من الأسلاك النانوية الدقيقة التي تولدها البكتيريا في التربة والمحيطات والتي “تتنفس” عن طريق زفير الإلكترونات الزائدة ، مما يشكل شبكة كهربائية جوهرية للعالم الطبيعي.

في دراسة بحثية جديدة ، جامعة ييل اكتشف العلماء أن الضوء حليف مفاجئ في تعزيز هذا النشاط الإلكتروني داخل البكتيريا في البيوفيلم. ووجدوا أن تعرض الأسلاك النانوية التي تنتجها البكتيريا للضوء يزيد من التوصيل الكهربائي بما يصل إلى 100 مرة.

سيتم نشر النتائج اليوم (7 سبتمبر 2022) في المجلة التواصل مع الطبيعة.

قال المؤلف الرئيسي نيخيل مالفانكار ، الأستاذ المشارك في الفيزياء الحيوية الجزيئية والكيمياء الحيوية (MBB) في معهد العلوم الميكروبية في جامعة ييل في غرب ييل: “تُظهر الزيادات الكبيرة في التيار في الأسلاك النانوية المعرضة للضوء تيارًا ضوئيًا ثابتًا وقويًا يستمر لساعات”. حرم الجامعة.

يمكن أن توفر النتائج رؤى جديدة حيث يبحث الباحثون عن طرق لتسخير هذا التيار الكهربائي الخفي لمجموعة متنوعة من الأغراض. على سبيل المثال ، يمكن استخدامه للمساعدة في التخلص من النفايات الخطرة أو إنشاء مصادر جديدة للوقود المتجدد.

تتنفس جميع الكائنات الحية الأكسجين لإزالة الإلكترونات الزائدة عند تحويل العناصر الغذائية إلى طاقة. ومع ذلك ، فإن بكتيريا التربة التي تعيش في أعماق المحيطات أو مدفونة تحت الأرض لا تستطيع الوصول إلى الأكسجين. على مدى مليارات السنين ، طوروا طريقة للتنفس عن طريق “استنشاق المعادن” ، مثل الغطس ، من خلال خيوط بروتينية دقيقة تسمى الأسلاك النانوية.

عندما تعرضت هذه البكتيريا للضوء ، فاجأت الزيادة في التيار الكهربائي العلماء لأن معظم البكتيريا المختبرة تعيش في أعماق التربة ، بعيدًا عن متناول الضوء. أظهرت الدراسات السابقة أن البكتيريا المنتجة للأسلاك النانوية تنمو بشكل أسرع عند تعرضها للضوء.

قال مالفانكار: “لا أحد يعرف كيف حدث ذلك”.

في الدراسة الجديدة ، خلص فريق من جامعة ييل بقيادة باحث ما بعد الدكتوراه ينس نيو وطالبة الدراسات العليا كاثرين شيبس إلى أن بروتينًا يحتوي على معادن يُعرف باسم السيتوكروم أومكس – والذي يتكون من أسلاك نانوية بكتيرية – يعمل كموصل ضوئي طبيعي: تسهل الأسلاك النانوية عملية النقل بشكل كبير. من الإلكترونات عندما تتعرض الأغشية الحيوية للضوء.

“إنه شكل مختلف تمامًا من البناء الضوئيقال مالفانكر “هنا ، يسرع الضوء من تنفس البكتيريا بسبب الانتقال السريع للإلكترونات بين الأسلاك النانوية.

يدرس مختبر Malvankar كيف يمكن استخدام هذه المعرفة بالتوصيل الكهربائي البكتيري لتحفيز نمو الإلكترونيات الضوئية. إنه حقل فرعي من الضوئيات يدرس الأجهزة والأنظمة التي تكتشف وتتحكم في الضوء. إنهم يرغبون في استخدام هذه التقنية لالتقاط الميثان ، وهو أحد غازات الدفيئة المعروف بأنه مساهم كبير في تغير المناخ العالمي.

المرجع: 7 سبتمبر 2022 ، طبيعة الاتصال.
DOI: 10.1038 / s41467-022-32659-5

المؤلفون الآخرون للمقال هم ماثيو جوبرمان بفيفر ، كونغ شين ، فيشوك سريكانث ، سيبل إبرو يالتشين من مختبر مالفانكار في ييل ؛ جاكوب سبيس والبروفيسور جاري برودفيج والبروفيسور فيكتور باتيستا من قسم الكيمياء بجامعة ييل ؛ وناثان كيرشوفر من شركة Oxford Instruments.


Source link

مقالات ذات صلة

أضف تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

Back to top button