Bioniczna pieczarka łączy nanotechnologię, bakterie i grzyby
Naukowcy z Instytutu Technologii Stevensa wykorzystali druk 3D do stworzenia bionicznych pieczarek. Klastry sinic z kapelusza wytwarzają prąd, a nanowstążki grafenowe go wychwytują.
Autorzy publikacji z pisma Nano Letters wyjaśniają, że takie hybrydy są częścią prób lepszego zrozumienia działania komórek i wykorzystania ich maszynerii do produkcji nowych technologii.
W tym przypadku nasz system - bioniczny grzyb - wytwarza elektryczność. Integrując sinice, które mogą wytwarzać elektryczność, z nanomateriałami nadającymi się do wychwytywania elektronów, zyskujemy lepszy dostęp do unikatowych właściwości jednych i drugich, "podkręcamy" je i tworzymy zupełnie nowy funkcjonalny system bioniczny - tłumaczy prof. Manu Mannoor.
Zdolność sinic do wytwarzania elektryczności jest dobrze znana w kręgach bioinżynieryjnych. Dotąd sinice trudno było jednak wykorzystać w systemach, bo nie przeżywają długo na sztucznych biokompatybilnych powierzchniach.
Mannoor i dr Sudeep Joshi zastanawiali się, czy pieczarki dwuzarodnikowe, które naturalnie cechują się bogatym mikrobiomem, mogą zapewnić sinicom właściwe środowisko: składniki odżywcze, wilgotność, pH i temperaturę. Duet naukowców zademonstrował, że gdy umieszczano je na kapeluszach pieczarek, komórki sinic "wytrzymywały" parę dni dłużej niż na silikonie i martwych grzybach.
W dalszej fazie eksperymentu Amerykanie sięgnęli po tusz elektroniczny z nanowstążkami grafenu. Rozgałęziona sieć wychwytuje elektryczność, spełniając funkcję nanosondy mającej dostęp do bioeletronów generowanych w komórkach sinic.
Potem nadrukowano biotusz z sinicami. Tym razem wzór był spiralny i przecinał się w wielu punktach z tuszem elektronicznym. Na takich skrzyżowaniach elektrony mogą być transferowane przez zewnętrzną błonę sinic do przewodzącej sieci nanowstążek grafenowych. Gdy na pieczarki kieruje się światło, uruchamia to sinicową fotosyntezę i powstaje prąd fotoelektryczny.
Mannoor i Joshi zauważyli, że ilość wytwarzanego przez bakterie prądu zależy od gęstości upakowania i układu. Generalnie im ciaśniej sinice są upakowane, tym więcej prądu produkują. Za pomocą druku 3D można było uzyskać aktywność elektryczną aż 8-krotnie większą niż przy zastosowaniu pipety laboratoryjnej.
Komentarze (0)