Programlanabilir ‘Biyo-Hibritler’ için Elektrik Üreten Bakterilerin Gücünden Yararlanmak
Bir gün, mikrobiyal sayborglar -elektronik cihazlarla birleştirilmiş bakteriler- yakıt hücreleri, biyosensörler ve biyoreaktörlerde faydalı olabilir. Ama önce, bilim insanları sadece mikropları beslemekle kalmayıp aynı zamanda ürettikleri elektriği veya diğer kaynakları verimli ve kontrol edilebilir bir şekilde hasat eden malzemeler geliştirmelidirler. Şimdi, ACS Applied Materials & Interfaces’de bildiren araştırmacılar, elektronları elektrik üreten (ekzoelektrojenik) bakterilerden ileten programlanabilir bir “biyo-hibrid” sistemi oluşturmalarını sağlayan bir malzeme geliştirdiler.
Diğer bakterilerin aksine, ekzoelektrojenler elektronları dış zarları boyunca hücrelerinin dışına taşıyabilir. Bilim insanları, elektronları bir elektroda iletmek için çeşitli malzemeler kullanarak bu elektriği kullanmaya çalıştılar. Bununla birlikte, şimdiye kadar, bakteriyel büyümeyi destekleyen iletken malzemeler ya yetersizdir ya da elektrik akımını kontrol etmek için kolayca programlanamamıştır. Christof Niemeyer ve meslektaşları, kontrollü bir şekilde elektrik iletirken ekzoelektrojen büyümesini destekleyen bir nanokompozit malzeme geliştirmek istiyorlardı.
Araştırmacılar, DNA iplikçikleriyle birlikte dokunan karbon nanotüpler ve silika nanopartiküllerinden oluşan gözenekli bir hidrojel yaptılar. Mikroplara besin sağlamak için sıvı kültür ortamı ile birlikte bu iskeleye ekzoelektrojenik bakteriler eklediler. Malzeme, bakteriler tarafından üretilen elektronları bir elektroda verimli bir şekilde iletti. Bakteriler materyal üzerinde iyi büyüdü, tamamen nüfuz etti. Elektriği kesmek için, araştırmacılar DNA ipliklerini kesen ve malzemenin parçalanmasına neden olan bir enzim eklediler. Araştırmacılar, malzemenin iletkenliği ve diğer özelliklerinin, iskeleyi bir arada tutan DNA fragmanlarının büyüklüğünü ve sırasını değiştirerek de uyarlanabiliceğini söylüyor.
Kaynak: phys.org
