A levegőből csinál elektromos áramot egy új rendszer

Ausztrál kutatók olyan biológiai rendszert építettek, amely fehérjék segítségével képes áramot vezetni. Egyszer ez válthatja majd le a mérgező elektronikai alkatrészeket.

Az elektronikai eszközeink működéséhez szükséges alkatrészek legyártása rendkívül energiaigényes, ráadásul több esetében is mérgező alapanyagokkal kell dolgozni. Ez nemcsak a gyártás, de az elektronikai hulladékok feldolgozása során is problémát jelent, ugyanakkor ezek a komponensek szükségesek ahhoz, hogy az áramot a megfelelő helyre lehessen vezetni a készülékekben.

A természet ugyanakkor már régen kitalálta ennek a környezetbarát alternatíváját. A növények által a táplálék előállításához szükséges fotoszintézis során a klorofil különböző fehérjemolekulákon keresztül küld elektronokat a növény egyes részeihez. A bakteriális rendszerek a sejt membránján keresztül is képesek az áramfelvételre az úgynevezett nanohuzalok segítségével.

Szakemberek szerint a szálak segítségével különböző érzékelőket lehetne készíteni, ezzel azonban van egy nem elhanyagolható probléma: miután a baktériumokból sikerült ezeket kinyerni, már nem használhatók ugyanolyan hatásfokkal. Ez az a probléma, aminek megoldásán az ausztrál Új-Dél-Wales-i Egyetem kutatói is dolgoztak, és úgy tűnik, sikerült jó eredményt elérniük. Az erről szóló tanulmány a Small című tudományos lapban jelent meg.

Lorenzo Travaglini, az egyetem egyik kutatója szerint csapatával a megfelelő hatás elérése érdekében módosították az E. coli, vagyis a kólibaktérium DNS-ét, hogy a baktérium ne csak a túléléshez szükséges fehérjét termelje meg, hanem azokat a huzalokat is, amiket a laboratóriumban terveztek. A kutatók ehhez a hem nevű makromolekulát használták fel. Ez az, ami kapcsolódhat a globin nevű fehérjéhez, amit a vörösvértestekben (hemoglobin) is megtalálni, és ami segít oxigént juttatni a szervezet minden területére.

A kutatók arra jöttek rá, hogy ha a hem molekulák szorosan helyezkednek el egymás mellett, akkor képesek továbbítani az elektronokat. Ezen az elven építették fel azt a nanoszálat, amit aztán a módosított E. colival termeltettek meg.

A tesztek során kiderült, hogy az elektromos áram akkor a legerősebb, ha a környezet pártatartalma 20-30 százalékos. Amikor pedig növelték a vezető anyag mennyiségét, kiderült, hogy a rendszer képes volt a levegőből elektromos áramot előállítani. A szakemberek ehhez egy páratartalom-érzékelőt is terveztek, amivel a rendszer még akkor is képes volt áramot generálni, ha az emberi kilégzést érzékelte.

A kutatók abban bíznak, hogy a kutatás a jövőben elvezethet a zöld eleketronikai eszközökhöz, amelyek gyártásánál nem lesz szükség mérgező anyagokra.

(hvg.hu)