Studiuesit në Universitetin e Uellsit të Ri Jugor në Australi kanë inxhinieruar me sukses fijet e proteinave të prodhuara nga bakteret për të përcjellë energjinë elektrike dhe madje ta gjenerojnë atë duke përdorur lagështinë nga ajri. Ky hulumtim, i cili përbëhet nga inxhinieria e proteinave dhe nanoelektronika, mund të ndihmojë shkencëtarët të zhvillojnë “elektronikën e gjelbër”, tha universiteti në një njoftim për shtyp.
Elektronika moderne është bërë duke përdorur procese me energji intensive dhe komponentë jashtëzakonisht toksikë. Ato nevojiten për të lehtësuar lëvizjen e elektroneve në pajisje dhe për të kryer punën.
Nga ana tjetër, shumë ngjarje në natyrë kërkojnë edhe lëvizjen e elektroneve. Për shembull, në procesin e fotosintezës që bimët përdorin për të bërë ushqimin e tyre, klorofili lëviz elektronet përmes molekulave të ndryshme të proteinave. Sistemet bakteriale gjithashtu transportojnë elektrone nëpër membrana duke përdorur filamente të quajtura nanotela (një nanostrukturë e ngjashme me tela).
Bakteret inxhinierike për nanotelat
Nanotelat bakterial mund të përcjellin elektricitetin dhe mund të përdoren potencialisht për të projektuar sisteme ndijuese. Megjithatë, pasi të montohen nga bakteret, këto nanotela janë të vështira për t’u ndryshuar dhe për këtë arsye kanë funksionalitet të kufizuar.
– Për të kapërcyer këto kufizime, ne krijuam fibra gjenetike duke përdorur bakterin Escherichia coli. Ne modifikuam ADN-në e bakterit në mënyrë që bakteret jo vetëm të prodhonin proteinat që u nevojiteshin për të mbijetuar, por gjithashtu ndërtuan proteinën specifike që ne projektuam, të cilën më pas e krijuam dhe e vendosëm në nanotela në laborator – thotë Lorenzo Travaglini, studiues postdok në Universitetin e New South Wales, i cili ishte i përfshirë në punë.
Është interesante se kjo molekulë shtesë që i bën nanotelat shumë përçues është heme, një strukturë unazore me bazë hekuri që normalisht gjendet në gjakun e kafshëve dhe përdoret për të transportuar oksigjen në pjesë të ndryshme të trupit.
Krijimi i energjisë elektrike nga ajri i hollë
Ekipi vazhdoi kërkimin e tyre mbi nanotelat bakteriale, të cilat treguan se kur molekulat e hemit janë të paketuara ngushtë së bashku, ato mund të transferojnë elektrone. Travaglini dhe ekipi i tij integruan hemin në fijet e tyre të projektuara, duke shpresuar se elektronet do të hidheshin midis molekulave të hemit nëse ato do të vendoseshin mjaft afër njëri-tjetrit. Duke matur përçueshmërinë e filamenteve në prani dhe mungesë të molekulave heme, studiuesit konfirmuan se molekula me bazë hekuri e bën proteinën përçuese.
Gjatë testeve të tyre të gjera, studiuesit zbuluan se rryma elektrike është më e fortë kur kushtet e ambientit janë midis 20 dhe 30 përqind lagështi. Kur testet u përsëritën me sasi në rritje të materialit përçues të vendosur midis elektrodave, studiuesit konfirmuan se lagështia krijon një gradient ngarkimi në të gjithë materialin dhe gjeneron rrymë shtesë, pa aplikuar një potencial shtesë.
Ekipi tani po heton sesi vetitë e proteinave të tyre mund të përshtaten duke ndryshuar strukturën e hemit ose mjedisin e filamentit. Në një eksperiment, studiuesit përdorën molekula të ndjeshme ndaj dritës për të lehtësuar transferimin e elektroneve. Travagliini vuri në dukje se kërkimi është ende në fazat e hershme dhe se do të duhet pak kohë që ai të bëhet pjesë e elektronikës së përditshme.
– Nuk e dimë saktësisht se sa do të zgjasë, por mund të shohim se po shkojmë në drejtimin e duhur – përfundoi ai.
