Vissa bakterier skickar ut elektriska laddningar när de andas i en syrefri miljö. I framtiden skulle det kunna driva applikationer och sensorer, på jorden och kanske även på Mars. Nu försöker forskare i Linköping förstå processen bättre.
I syrefria miljöer finns bakterier som lever av organiska föreningar och som istället för att andas ut vatten släpper ifrån sig elektriska laddningar. Denna process kallas extracellulär elektronöverföring och används redan idag i olika elektrokemiska system, som för vattenrening, biosensorer och bränsleceller. ”Att tillsätta bakterier fungerar som en miljövänlig metod att omvandla kemisk energi till elektricitet.” Det skriver Linköpings universitet på sin hemsida.
För närvarande har processen för produktion av bakteriell energi låg effektivitet. Att förstå denna process vid mikroskopiska dimensioner är avgörande för att utnyttja bakteriens fulla potential för energi eller el.
Ett forskarteam vid Laboratoriet för organisk elektronik har nu tagit fram en organisk elektrokemisk transistor som ska kunna mäta mer exakt vad som egentligen händer i dessa processer.
Eftersom varje enskild bakterie ger en mycket svag signal så blir det svårt att ta tillvara och mäta mängden laddningar som skickas ut. Men med hjälp av transistorn så kan signalerna förstärkas och därmed undersökas och förstås bättre. Till exempel har forskarna med lyckade resultat undersökt bakterien Shewanella oneidensis, och en bakterie med en liknande mekanism har nyligen upptäckts i människans tarmsystem.
– Det här är ett första steg mot att lära oss förstå den extracellulära andningen i bakterien, på bara en liten yta och med hjälp av en transistor, och hur omvandlingen går till mellan bakterien och elektroden. Ett mål för framtiden är att vi vill lära oss hur bakterier interagerar med varandra liksom med andra celler och de kemiska ämnen som finns i människans tarmsystem, säger Gábor Méhes i Linköpings universitets artikel.
Förhoppningarna är att i framtiden kunna optimera mikrobiologiska elektrokemiska system där man tar tillvara den energi som bakterier sänder ut och att öka förståelsen för exempelvis besvärliga mag- och tarmsjukdomar. Långt in i framtiden, spekuleras det forskarvärlden, kanske vi kan ta hjälp av bakterier som andas ut laddade järnföreningar, för att använda i olika applikationer på den syrefria planeten Mars.
