குளிரூட்டல் பாக்டீரியா நானோவயர்களில் எலக்ட்ரான்களை வேகப்படுத்துதல்

நமது பாதத்தின் கீழும், கடலுக்கு அடியில் உள்ள நிலமும் மின்சாரம் மின்னூட்டம் செய்யப்பட்ட கட்டம் ஆகும், இது ஆக்ஸிஜன் இல்லாத சூழலில் சிறிய நானோவயர் மூலம் கூடுதல் எலக்ட்ரான்களை “வெளியேற்றும்” நுண்ணுயிரிகளின் தயாரிப்பு ஆகும்.

யேல் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் எலக்ட்ரான் ஓட்டத்தின் பொறிமுறையை அடையாளம் காண்பதன் மூலம் நானோவயர்களுக்குள் இயற்கை மின் கடத்துத்திறனை மேம்படுத்துவதற்கான வழிகளை ஆராய்ந்து வருகின்றனர். அறிவியல் முன்னேற்றத்தில் வெளியிடப்பட்ட புதிய ஆய்வில், நுண்ணுயிர் அறிவியல் நிறுவனத்தில் மூலக்கூறு உயிரியல் மற்றும் உயிர்வேதியியல் உதவி பேராசிரியர் நிகில் மல்வங்கர் மற்றும் வேதியியல் பேராசிரியரான விக்டர் பாடிஸ்டா ஆகியோருடன் பட்டதாரி மாணவர் பீட்டர் டால் தலைமையிலான குழு, 10 பில்லியன் எலக்ட்ரான்களுக்கு இரண்டாவது ஆற்றல் இழப்பு இல்லாமல் நானோ கம்பிகள் நகர்வதைக் கண்டறிந்தது.

எலக்ட்ரான்களை நீண்ட தூரத்திற்கு மாற்றும் பாக்டீரியாவின் அற்புதமான திறனை இந்த ஆய்வுகள் விளக்குகின்றன. ஜியோபாக்டரின் நானோ கட்டமைப்புகளைச் சுற்றியுள்ள சூழலின் வெப்பநிலையை அறை வெப்பநிலையிலிருந்து உறைபனி வரை குறைப்பது அவற்றின் கடத்துத்திறனை 300 மடங்கு அதிகரிக்கிறது என்பதையும் குழு கண்டறிந்தது. பொதுவாக உறைபனியானது எலக்ட்ரான்களின் வேகத்தைக் குறைப்பதன் மூலம் பொருட்களைக் குளிர்விக்கும் என்பதால் இது மிகவும் ஆச்சரியமாக இருக்கிறது. கோட்பாடுகளுடன் சோதனைகளை இணைப்பதன் மூலம், குளிர்ந்த வெப்பநிலை ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை மறுகட்டமைக்கிறது மற்றும் நானோ கட்டமைப்புகளுக்குள் புரதங்களை சமன் செய்கிறது, இதனால் மின்னோட்டம் அதிகரிக்கிறது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர். இயற்கையாக நிகழும் இந்த மின் கட்டத்தைப் பயன்படுத்துவது சுயமாக இயங்கும் மின்சுற்றுகள், புதிய ஆற்றல் மூலங்கள் மற்றும் உயிரியக்கவியல் நுட்பங்களை உருவாக்க வழிவகுக்கும்.

References:

• Wang, Y. R., Li, K. W., Wang, Y. X., Liu, X. L., & Mu, Y. (2022). Nutrient limitation regulates the properties of extracellular electron transfer and hydraulic shear resistance of electroactive biofilm. Environmental Research, 113408.
• Malvankar, N. S., Vargas, M., Nevin, K. P., Franks, A. E., Leang, C., Kim, B. C., & Lovley, D. R. (2011). Tunable metallic-like conductivity in microbial nanowire networks. Nature nanotechnology, 6(9), 573-579.
• Malvankar, N. S., & Lovley, D. R. (2012). Microbial nanowires: a new paradigm for biological electron transfer and bioelectronics. ChemSusChem, 5(6), 1039-1046.