جهان چگونه کار می کند؟ on Telegram: “نور رسانایی را در "شبکه الکتریکی" طبیعت تسریع می…”

نور رسانایی را در "شبکه الکتریکی" طبیعت تسریع می کند

دنیای طبیعی دارای شبکه الکتریکی درونی خود است که از شبکه ای جهانی از نانوسیم های کوچک تولید شده توسط باکتری ها در خاک و اقیانوس ها تشکیل شده است که با بازدم الکترون های اضافی "نفس می کشند". در یک مطالعه جدید، محققان دانشگاه ییل کشف کردند که نور یک متحد شگفت انگیز در تقویت این فعالیت الکترونیکی در باکتری های بیوفیلم است.آنها دریافتند که قرار دادن نانوسیم‌های تولید شده توسط باکتری در معرض نور باعث افزایش 100 برابری هدایت الکتریکی می‌شود.این یافته ها در 7 سپتامبر در مجله Nature Communications منتشر شد.نیکیل ملوانکار، نویسنده ارشد، استادیار بیوفیزیک مولکولی و بیوشیمی (MBB) در مؤسسه علوم میکروبی ییل در پردیس غربی ییل گفت: "افزایش شدید جریان در نانوسیم‌هایی که در معرض نور قرار می‌گیرند، یک جریان نوری پایدار و قوی را نشان می‌دهد که برای ساعت‌ها باقی می‌ماند".نتایج می‌تواند راهکار های جدیدی را ارائه دهد زیرا دانشمندان راه‌هایی را برای بهره‌برداری از این جریان الکتریکی پنهان برای اهداف مختلف، از حذف زباله‌های مخاطره‌آمیز زیستی و ایجاد منابع سوخت تجدیدپذیر جدید، دنبال می‌کنند. تقریباً همه موجودات زنده برای خلاص شدن از شر الکترون های اضافی هنگام تبدیل مواد مغذی به انرژی، اکسیژن تنفس می کنند. با این حال، بدون دسترسی به اکسیژن، باکتری‌های خاک که در اعماق اقیانوس‌ها زندگی می‌کنند یا طی میلیاردها سال در زیر زمین مدفون شده‌اند، راهی برای تنفس با «تنفس مواد معدنی» شبیه غواصی با لوله تنفس، از طریق رشته‌های پروتئینی ریز به نام نانوسیم‌ها ایجاد کرده‌اند. هنگامی که باکتری ها در معرض نور قرار گرفتند، افزایش جریان الکتریکی محققان را شگفت زده کرد زیرا بیشتر باکتری های آزمایش شده در عمق خاک و دور از دسترس نور وجود دارند. مطالعات قبلی نشان داده بود که با قرار گرفتن در معرض نور، باکتری‌های تولیدکننده نانوسیم سریع‌تر رشد می‌کنند.ملوانکار گفت: "هیچ کس نمی دانست چگونه این اتفاق می افتد." در مطالعه جدید، یک تیم دانشگاه ییل به سرپرستی محقق فوق دکتری ینس نو و دانشجوی فارغ التحصیل کاترین شیپس به این نتیجه رسیدند که یک پروتئین حاوی فلز به نام سیتوکروم OmcS (که نانوسیم های باکتریایی را می سازد) به عنوان یک فوتوکنداکتور (رسانای نور) طبیعی عمل می کند: هنگامی که بیوفیلم ها در معرض نور قرار می گیرند، نانوسیم ها انتقال الکترون را بسیار تسهیل می کنند.ملوانکار گفت:"این شکل کاملاً متفاوتی از فتوسنتز است.در اینجا، نور به دلیل انتقال سریع الکترون بین نانوسیم‌ها، تنفس باکتری‌ها را تسریع می‌کند.": آزمایشگاه ملوانکار در حال بررسی است که چگونه می توان از این راهکار در مورد هدایت الکتریکی باکتری برای تحریک رشد در اپتوالکترونیک استفاده کرد ( زیر شاخه ای از فوتونیک که دستگاه ها و سیستم هایی را که نور را ردیابی و کنترل می کنند مطالعه می کند) و متان را که یک گاز گلخانه‌ای است که به عنوان عامل مهمی در تغییرات آب و هوایی جهانی شناخته می‌شود، جذب کند.

Source
-
«Channel of Science is for all»