PIN BIOHYBRID THU NĂNG LƯỢNG TỪ VI KHUẨN PHÁT ĐIỆN

Một số vi khuẩn được biết là tự sản xuất điện, có thể làm cho chúng hữu ích trong việc làm ra pin và pin nhiên liệu. Nhưng đến nay, các nỗ lực đã không hiệu quả và không linh hoạt. Nhóm  nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) đã tạo ra hệ thống “lai sinh học” (biohybrid )  từ hydrogel, để vừa nuôi dưỡng những vi khuẩn phát điện và thu năng lượng của chúng một cách hiệu quả. Các vi khuẩn exoelectrogens đóng vai trò chính của hệ thống này có khả năng tạo ra các electron, sau đó electron sẽ di chuyển xuyên qua lớp màng ngoài và rời khỏi tế bào. Nếu có thể giữ được những electron này, chúng ta hoàn toàn có thể chế tạo ra các khối pin sống từ exoelectrogen.

Những khó khăn ở các nghiên cứu trước đây, đó là để electron di chuyển sang điện cực (electrode), phải cần môi trường dẫn điện, nhưng phần lớn vật liệu dẫn điện đều không tốt cho vi khuẩn sống. Và ngược lại, hầu hết vật chất sống đều không phải là thứ dẫn điện hiệu quả.

Đối với nghiên cứu mới này, các nhà khoa học đã phát triển một môi trường vật liệu riêng, để đạt được sự cân bằng. Đó là từ một hydrogel được làm từ ống nano carbon và hạt nano silica, dẫn điện. Tất cả sẽ được cho bám vào nhau tạo thành chuỗi giống như DNA, sau đó đưa thêm vi khuẩn exoelectrogen vào môi trường nuôi cấy chứa đầy chất dinh dưỡng. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng vi khuẩn phát triển tốt trên vật liệu, xâm nhập sâu vào lỗ chân lông của hydrogel. Hydrogel cũng đã làm tốt công việc dẫn điện. Các nhà nghiên cứu cũng xây dựng một cách để tắt pin. Khi dung dịch không cần thiết nữa, họ sẽ cho một enzyme để cắt các chuỗi DNA và phá hủy vật liệu. 

Các nhà nghiên cứu cho biết, công thức này có thể được điều chỉnh để thay đổi một số tính chất của vật liệu, đặc biệt bằng cách thay đổi kích thước và trình tự của các chuỗi DNA.

Đ.T.V (NASATI), theo https://newatlas.com/energy/biohybrid-battery-electric-bacteria/, 9/4/2020