BIOTECHNOLOGIE PŘI VÝROBĚ BATERIÍ

Biotechnologie pronikají do stále nových oblastí a přináší dříve netušené možnosti. Takovou oblastí jsou např. elektrické baterie a akumulátory, kde podle nejnovějších výzkumů by se mohly uplatnit bakterie a možná i viry. Nápad na využití bakterií pro produkci elektrického proudu není nový, ale takovéto baterie zatím nedoznaly praktického využití (1 – 4). Bakterie Rhodoferax ferrireducens, objevená v sedimentech ve Virginii, funguje jako mikrobiální palivový článek a přeměňující energii cukrů na elektrickou energii s účinností 81 %. Chaudhuri a Lovley z Massachusettské univerzity použili R. ferrireducens k sestrojení unikátní „bakteriální baterie“. Kultura bakterií v nádobě s grafitovými elektrodami, živících se glukózou, produkovala dlouhodobě stabilní elektrický proud (5). Bakterie konvertovaly v elektrický proud i další cukry: fruktózu, xylózu a sacharózu. Tato cesta nabízí možnost zužitkování nejrůznějšího bioodpadu k výrobě elektrické energie. Neobyčejně zajímavé možnosti nabízí některé modifikované viry, zejména při výrobě miniaturních baterií pro speciální účely. Bioinženýři z Massachusetts Institute of Technology (MIT) zveřejnili objev geneticky modifikovaného viru, který na sebe „nabaluje“ atomy kovu a může fungovat jako kovová elektroda. Takto upravené viry by mohly najít uplatnění i v tak odlehlém oboru, jako je výroba baterií. Základem pro genetickou úpravu byl virus M13 (bakteriofág). Za to, že se virus obaluje vrstvičkou kovu, je zodpovědná uměle vložená DNA, respektive povrchový protein, který se podle ní syntetizuje. Nejdříve byly vyzkoušeny proteiny, které umožňují živočišným buňkám vázat vápník a pak byly hledány další, vážící i jiné kovy. Zatím vyzkoušené modifikace umožňují virům vychytávat z okolí kobalt a zlato, předpokládá se ale, že jiné dodané řetězce DNA povedou ke vzniku struktur, které budou vykazovat afinitu i k dalším kovům. DNA požadovaných vlastností se zjišťuje jednoduše tak, že směs různě modifikovaných virů se nalije na vrstvičku kovu na níž zůstanou nadějné varianty „přilepeny“, zatímco ostatní se odplaví. Elektrodu s tenkým kovovým povlakem lze ze záporně nabitých komplexů viru a kovu vytvořit tak, že se nechá tvarovat na kladně nabitém podkladu z plastu (6). Nová technologie má oproti stávající výrobě baterií celou řadu výhod. Proces výroby probíhá za pokojové teploty a normálního tlaku a bez použití nebezpečných chemikálií, což zlevňuje výrobu. Takto vytvořené baterie by mohly být lehčí a menší než jsou současné výrobky odpovídající energetické kapacity (7). Předností je, že viry mohou vytvářet elektrody od nanometrových měřítek až po centimetrové tyčinky. Uvažuje se také o tom, že by geneticky modifikované viry mohly být v budoucnu využity i ke stavbě solárních článků. Čerpáno z BIOPROSPECT Autor: Jiří Patočka Zdravotně sociální fakulta Jihočeské univerzity, České Budějovice Literatura: 1. Daumas S., Massiani Y., Crousier J., Corrosion Sci. 28: 1041-1050, 1988. 2. Scholz F., Schroder U., Nature Biotechnol. 21: 1151- 1152, 2003. 3. Whitehouse D., http://news.bbc.co.uk/1/low/sci/tech/3092754.stm (10/09/2003). 4. http://www.sciencentral.com/articles/ view.php3?article_id=218392129 (23/04/2004). 5. http://www.sciam.com/ article.cfm?articleID=00054931-E680-1F58- 905980A84189EEDF&sc=I100322 6. Nam K.T. et al., Science 312: 885-888, 2006. 7. Nanotechweb. http://www.nanotechweb.org/ articles/news/5/4/4/1.

---

68