Hlavní stranaInformujeme Vás - doporučujemeBionická nanotech houba vyrábí solární elektřinu

Bionická nanotech houba vyrábí solární elektřinu

Datum: 18.10.2019 

Superhrdina nemusí být savec. Nemusí to být ani živočich. Novým hrdinou je neohrožený žampion v nanotechnologickém kostýmu. A jeho superschopností je výroba elektřiny ze slunečního záření. Podobné hybridy s nanotechnologiemi budeme, doufejme, vídat stále častěji.
 
Nanoinženýři dělají podivuhodné věci. Tým amerického institutu Stevens Institute of Technology v New Jersey si v obchodě pořídil obyčejný žampion, tedy pečárku. A udělal z něj drsnou nanobionickou houbu. Badatelé žampion vylepšili o 3D tištěný materiál se sinicemi, který generuje elektřinu, a o 3D tištěný materiál s grafenovými nanopásky, které mohou vést elektrický proud. Jejich výzkum uveřejnil časopis Nano Letters.

Kredit: Sudeep Joshi, Stevens Institute of Technology. Zní to tak trochu jako z Alenky v říši divů. Ale bionické houby jsou součástí promyšleného úsilí o hlubší pochopení buněčných mechanismů, které pak budeme moci využít k vývoji nových technologií. Na těchto základech by mohly vyrůst nové systémy pro využití v armádě a bezpečnosti, zdravotnictví i ochraně a managementu životního prostředí.

Jak podotýká šéf výzkumu Manu Mannoor jejich systém, tedy bionický žampion, produkuje elektřinu. Pomocí 3D tisku do něj zabudovali fotosyntetické sinice, které jsou za tu elektřinu zodpovědné. A grafenový materiál se postaral o vedení elektrického proudu. Tím vznikl unikátní a funkční bionický komplex.

To, že sinice, čili fotosyntetické bakterie, dovedou produkovat elektřinu, není pro bioinženýry žádným překvapením. Využití sinic v bionických systémech ale doposud bylo jenom omezené. Hlavní problém je v tom, že sinice nevydrží moc dlouho na umělých biokompatabilních substrátech. Proto Mannoor a jeho spolupracovníci vzali žampion, tedy organismus, na jehož povrchu normálně žije spousta mikrobů – ale nikoliv sinic – a otestovali, jestli takový žampion poskytne sinicím dostatečně vhodné prostředí. Navlékli na žampion nanobionický kostým a sledovali, co se bude dít.

Zjistili, že sinice v bionické nanotechnologii vydrží na povrchu žampionu naživu o několik dní déle, než na povrchu silikonového nebo mrtvého žampionu, které v tomto experimentu posloužily jako kontrola. Ukázalo se, že houba představuje pro sinice vhodné prostředí s výživou. Nanoinženýři vlastně vytvořili hybridní systém s umělou symbiózou mezi dvěma evolučně velmi vzdálenými organismy.

Jak vyrobit bionický nanotech žampion? Potřebujete 3D tiskárnu s robotickou paží. S ní nejprve vytisknete elektronickým inkoustem s grafenovými nanopásky vodivou síť, která na povrchu žampionu sbírá generovanou bioelektřinu z buněk sinic. Pak vytisknete živou část bionického kostýmu houby bioinkoustem, který obsahuje živé a motivované sinice. Čím hustěji jsou sinice tímto způsobem 3D vytištěné, tím více produkují při fotosyntéze elektřiny.

Bionické nanotech žampiony otevírají dveře pozoruhodným aplikacím nové generace bio-hybridních aplikací. V nich by se mohli uplatnit mikrobi, co světélkují, detekují toxiny nebo třeba vyrábějí palivo. Stačí je jenom důmyslně propojit s nanotechnologiemi a nalézt vhodný biokompatibilní povrch. Už teď se těšíme na nové bionické zázraky ze 3D tiskárny.

Stevens Institute of Technology 7. 11. 2018, Nano Letters. Online 7. 11. 2018.

Převzato se svolením autora z:

73

Komentáře / diskuse


Váš komentář:







 

OPPI, MPO, EU

CEBIO a I. etapa JVTP

  • CEBIO
  • BC AV CR
  • Budvar
  • CAVD
  • CZBA
  • Eco Tend
  • Envisan Gem
  • Gentrend
  • JAIP
  • Jihočeská univerzita
  • Madeta
  • Forestina
  • ALIDEA

LinkedIn