إعداد: محمد عزالدين
ابتكر باحثون أستراليون في جامعة نيو ساوث ويلز، خيوطاً نانوية مصنوعة من بروتين بكتيري، لتوصيل الكهرباء وتوليدها من رطوبة الجو، وتزيد قوة التيار بزيادة درجة الرطوبة.
وقال لورنزو ترافاجليني، الأستاذ في الجامعة، والباحث الرئيسي للدراسة: «تقوم الأنظمة البكتيرية بنقل الإلكترونات عبر الأغشية باستخدام خيوط موصلة تسمى الأسلاك النانوية، والتي يمكنها أيضاً توصيل الكهرباء، ومع ذلك، بعد حصادها من البكتيريا، يصعب تعديلها، وبالتالي، تكون لها وظائف محدودة، وللتغلب على هذه القيود، قمنا بهندسة الألياف وراثياً باستخدام البكتيريا الإشريكية القولونية».
وتابع: «عدلنا الحمض النووي للإشريكية القولونية، بحيث لا تنتج البكتيريا البروتينات التي تحتاج إليها للبقاء على قيد الحياة فحسب؛ بل قامت أيضاً بإنتاج البروتين المحدد الذي صممناه، وقمنا بعد ذلك بهندسته، وتجميعه في أسلاك نانوية في المختبر.
وأوضح: «ومن المثير للاهتمام أن هذا الجزيء الإضافي الذي يجعل الأسلاك النانوية موصلة للغاية هو «هيم»، وهو هيكل دائري قائم على الحديد يوجد عادة في دم الحيوان، ويستخدم لنقل الأكسجين إلى أجزاء مختلفة من الجسم».
وأظهرت الدراسة، أنه عند ترتيب جزيئات الهايم معاً بشكل وثيق، يمكنها أيضاً نقل الإلكترونات، وعندما دمجنا هايم في الخيوط الهندسية، على أمل مرور الإلكترونات عبرها إذا وضعت بالقرب من بعضها البعض بشكل كافٍ.
وأكد الباحثون، من خلال قياس توصيل الخيوط في وجود وغياب جزيئات الهايم، أن الجزيء القائم على الحديد يجعل البروتين موصلاً جيداً للكهرباء، وأن التيار الكهربائي كان أقوى عندما تتراوح رطوبة الجو بين 20 و30%، وعندما تكررت الاختبارات مع كميات متزايدة من المواد الموصلة المحصورة بين الأقطاب الكهربائية، أكد الباحثون أن الرطوبة خلقت تدرج شحنة عبر المادة وتولد تياراً إضافياً دون الحاجة إلى مؤثرات إضافية.
ابتكر باحثون أستراليون في جامعة نيو ساوث ويلز، خيوطاً نانوية مصنوعة من بروتين بكتيري، لتوصيل الكهرباء وتوليدها من رطوبة الجو، وتزيد قوة التيار بزيادة درجة الرطوبة.
وقال لورنزو ترافاجليني، الأستاذ في الجامعة، والباحث الرئيسي للدراسة: «تقوم الأنظمة البكتيرية بنقل الإلكترونات عبر الأغشية باستخدام خيوط موصلة تسمى الأسلاك النانوية، والتي يمكنها أيضاً توصيل الكهرباء، ومع ذلك، بعد حصادها من البكتيريا، يصعب تعديلها، وبالتالي، تكون لها وظائف محدودة، وللتغلب على هذه القيود، قمنا بهندسة الألياف وراثياً باستخدام البكتيريا الإشريكية القولونية».
وتابع: «عدلنا الحمض النووي للإشريكية القولونية، بحيث لا تنتج البكتيريا البروتينات التي تحتاج إليها للبقاء على قيد الحياة فحسب؛ بل قامت أيضاً بإنتاج البروتين المحدد الذي صممناه، وقمنا بعد ذلك بهندسته، وتجميعه في أسلاك نانوية في المختبر.
وأوضح: «ومن المثير للاهتمام أن هذا الجزيء الإضافي الذي يجعل الأسلاك النانوية موصلة للغاية هو «هيم»، وهو هيكل دائري قائم على الحديد يوجد عادة في دم الحيوان، ويستخدم لنقل الأكسجين إلى أجزاء مختلفة من الجسم».
وأظهرت الدراسة، أنه عند ترتيب جزيئات الهايم معاً بشكل وثيق، يمكنها أيضاً نقل الإلكترونات، وعندما دمجنا هايم في الخيوط الهندسية، على أمل مرور الإلكترونات عبرها إذا وضعت بالقرب من بعضها البعض بشكل كافٍ.
وأكد الباحثون، من خلال قياس توصيل الخيوط في وجود وغياب جزيئات الهايم، أن الجزيء القائم على الحديد يجعل البروتين موصلاً جيداً للكهرباء، وأن التيار الكهربائي كان أقوى عندما تتراوح رطوبة الجو بين 20 و30%، وعندما تكررت الاختبارات مع كميات متزايدة من المواد الموصلة المحصورة بين الأقطاب الكهربائية، أكد الباحثون أن الرطوبة خلقت تدرج شحنة عبر المادة وتولد تياراً إضافياً دون الحاجة إلى مؤثرات إضافية.
