Bioniczne grzybki, które dają prąd, przestają być tematem science-fiction. Naukowcy z Stevens Institute of Technology w New Jersey opracowali sposób czerpania energii elektrycznej z... pieczarek, wzbogaconych o cyjanobakterie i oplecionych siatką grafenowych nanowstążek. Jak piszą w pracy naukowej, opublikowanej w czasopiśmie "Nano Letters", pojedyncze pieczarki nie wytwarzają jeszcze zbyt dużo energii, grządka mogłaby co najwyżej zasilać diodę LED, w przyszłości jednak oparte na podobnej zasadzie instalacje, mogą okazać się alternatywnym, przyjaznym środowisku źródłem prądu.

Autorzy pracy postanowili wykorzystać i rozszerzyć pomysł symbiozy dwóch organizmów tak, by przynosił konkretne pożytki nie tylko im, ale i nam. W tym celu nałożyli na powierzchnię kapeluszy pieczarek spiralny pasek cyjanobakterii. Pieczarki zapewniały bakteriom oparcie, wodę i środki odżywcze, cyjanobakterie zajmowały się wytwarzaniem energii. Elektrony uwalniane dzięki procesowi fotosyntezy były następnie przechwytywane przez oplatającą pieczarkę i przylegającą od wewnątrz do warstwy bakterii, grafenową sieć. Zarówno grafen, jak i cyjanobakterie nakładano w postaci specjalnego tuszu z pomocą drukarki 3D.

W obecności światła cyjanobakterie prowadzą fotosyntezę, co pozwala wygenerować prąd o natężeniu około 65 nanoamperów. To zbyt mało, by zasilać jakiekolwiek urządzenie elektroniczne, po połączeniu szeregu takich prądotwórczych pieczarek można jednak realnie myśleć o zaświeceniu diody LED. Trwają prace nad zwiększeniem natężenia prądu w tym układzie, można jednak oczekiwać, że ewentualny przełom będzie wymagał poważnego rozwinięcia i udoskonalenia takiego pomysłu.

Stworzony przez nas układ, bioniczny grzybek, produkuje prąd -  mówi współautor pracy prof. Manu Mannoor. Przez zintegrowanie cyjanobakterii, które są w stanie produkować prąd z nanomateriałami, które mogą go odprowadzać, byliśmy w stanie wykorzystać właściwości obu układów i stworzyć zupełnie nowy, sztuczny system - dodał. 

Użycie pieczarek nie było przypadkowe. Choć naukowcy od dawna zdawali sobie sprawę z prądotwórczych właściwości cyjanobakterii, nie byli jednak w stanie utrzymać ich przy życiu na sztucznym podłożu. Mannoor wraz z Sudeepem Joshim wpadli na pomysł, że grzyby mogłyby rolę takiego, naturalnego podłoża spełnić. Mieli rację. Grzyby okazały się odpowiednim otoczeniem, dostarczającym cyjanobakteriom właściwe środki odżywcze - dodaje Joshi. Po raz pierwszy pokazaliśmy, że można zbudować taki hybrydowy system, wykorzystujący narzuconą różnym organizmom symbiozę - tłumaczy.

Nasze wyniki potwierdzają niezwykłe możliwości, jakie otwierają się przed tego typu bio-hybrydowymi układami - dodaje Mannoor. Niektóre bakterie mogą świecić w ciemności, inne wyczuwać toksyny, jeszcze inne produkować paliwo. Łączenie tych bakterii z nanomateriałami pozwala nam myśleć o niezwykłych zastosowaniach takich układów, choćby dla ochrony środowiska, obrony, czy ochrony zdrowia - podsumowuje. 

(mpw)