Jak się pozbywać tlenku grafenu?
Wraz z rozwojem i upowszechnianiem się nowoczesnych materiałów, zwłaszcza nanomateriałów, narastają obawy związane z ich wpływem na środowisko naturalne. Trudno bowiem ocenić, jakie ewentualne szkody mogą poczynić takie materiały jak grafen, czy tlenek grafenu, które mają coraz więcej zastosowań, a zarazem coraz tańsza jest ich masowa produkcja. Wszystkie produkty przecież kiedyś trafią na wysypisko. Naukowcy z Uniwersytetu Rice'a opracowali doskonałą, naturalną metodę eliminacji tlenku grafenu (graphen oxide, GO). Co więcej, w przyszłości potencjalnie może stać się możliwe wykorzystanie jej do usuwania innych tlenków metali.
Andreas Lüttge i Everett Salas proponują, żeby do neutralizacji GO wykorzystywać bakterie z rodzaju Shewanella (z rodziny Shewanellaceae). Naukowcy zajmowali się już oddziaływaniem bakterii na różne odmiany węgla, włączenie do badań tlenku grafenu wydawało się naturalne. Shewanella, powszechne wodne bakterie, posiadają unikatową zdolność rozkładania tego materiału i przerabiania go na nieszkodliwy dla środowiska minerał.
Bakterie te występują naturalnie zarówno w morzach i oceanach, jak i wodach słodkich, środowisku błotnym, odnajdywane są nawet w kopalniach uranu i roponośnych odwiertach. Nie trzeba zatem kłopotać się ich rozpowszechnianiem, nie ma też obaw, że zakłócą gdzieś równowagę ekologiczną.
Nie do końca jeszcze wiadomo, jaki mechanizm odpowiada za zdolność Shewanelli do redukowania tlenku grafenu. Bakterie z tego rodzaju wytworzyły wyjątkową umięjętność „oddychania" tlenkami metali, również w stanie stałym. Potrafią metabolizować nie tylko GO, ale także związki żelaza, chromu, uranu i arsenu - zamieniając je na przyjazne środowisku minerały. Wykorzystanie ich do eliminowania zanieczyszczeń za pomocą bioremediacji wydaje się mieć zatem bardzo szerokie perspektywy.
Shewanella są, według określenia Salasa, organizmami wywróconymi „na nice", środkiem na zewnątrz. Procesy, jak oddychanie które w normalnych komórkach przebiegają wewnątrz, u tych bakterii odbywają się na powierzchni. To właśnie ta szczególna cecha pozwala im metabolizować tlenki metali czy tlenek grafenu. Z tej ich właściwości zdano sobie sprawę zaledwie kilka miesięcy temu, nie jest zatem jeszcze prawie wcale zbadana.
Mimo, że to jeszcze w znacznym stopniu nieznany teren, laboratorium Andreasa Lüttge pracuje nad jeszcze innymi zastosowaniami tych niezwykłych bakterii. We współpracy z Biurem Badań Naukowych Sił Powietrznych USA (Air Force Office of Scientific Research) oraz jego Inicjatywą Interdyscyplinarych Badań Uniwersyteckich (Multidisciplinary University Research Initiative, MURI) badane są interakcje pomiędzy Shewanellami a grafitowymi elektrodami i potencjalne możliwości stworzenia „bakteryjnych" ogniw zasilających.
Komentarze (0)