Бионический гриб - альтернативный источник электрической энергии

Шляпка гриба имеет ворсистую поверхность и хорошо подходит для иммобилизации колоний цианобактерий, которые генерируют биоэлектричество с помощью фотосинтеза, а необходимые для этого молекулы воды доставляются посредством капиллярных свойств гидрофильных волокнистых каналов внутри гриба

Возможно, это звучит как что-то из 1960-х, но «бионический гриб» может стать манящим проблеском будущего. Исследователи смогли произвести электроэнергию с помощью грибов, бактерий, электрической цепи и 3D-принтера.

И хотя достаточного заряда для приведения чего-то в действие получить не удалось, была продемонстрирована возможность создания полезного искусственного симбиоза между «различными видами живых организмов из биологического микромира для реализации функциональных бионических архитектур».

Исследователи намеревались создать взаимовыгодную связь между шампиньоном двуспоровым (Agaricus bisporus) и цианобактериями - группой одноклеточных микробов, которые способны с помощью фотосинтеза сами для себя производить энергию, не нуждаясь в дополнительных питательных веществах.

Чтобы осуществить задумку, они напечатали 3D-разветвленный узор, используя электронные чернила, содержащие графеновые наноленты, на шляпке живого гриба. Затем на той же шляпке они напечатали био-чернила, содержащие цианобактерии, в виде спирали, пересекающейся с электронными чернилами в нескольких точках.

В этих местах электроны способны проходить через внешние мембраны бактерий и транспортироваться к проводящей сети графеновых нанолент. Под воздействием света цианобактерии, расположенные на грибной шляпке, с помощью фотосинтеза генерировали ток силой около 65 наноампер.

Само по себе это немного, но исследователи отмечают, что множество бионических грибов способны генерировать достаточно тока, чтобы зажечь светодиод.

«Биологический микромир подразделяется на несколько царств, из которых бактерии и грибы продемонстрировали взаимовыгодный симбиоз».

Составляющие эксперимента были выбраны не случайно. Исследователи утверждают, что цианобактерии обладают уникальной способностью к преобразованию фотосинтетической энергии с внутренней квантовой эффективностью почти 100%.

Шляпка гриба имеет ворсистую поверхность и хорошо подходит для иммобилизации колоний цианобактерий, которые генерируют биоэлектричество с помощью фотосинтеза, а необходимые для этого молекулы воды доставляются посредством капиллярных свойств гидрофильных волокнистых каналов внутри гриба.

«Поскольку у гриба отсутствует способность к фотосинтезу, цианобактерии предоставляют грибу такую функциональность». Одновременно, структура гриба предлагает выгодные биологические условия, такие как влажное укрытие и стабильный источник питательных веществ для колоний цианобактерий. Такая интеграция обеспечивает взаимную выгоду и называется «инженерным бионическим симбиозом».

Связанная статья журнала Nano Letters: https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b02642

Источник: Cosmos