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【Telegram中文版】光照加速大自然“电网”导电性【Telegram中文官网】

科技日报实习记者 张佳欣

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自然界拥有自己的内在“电网”。在我们脚下和海底,细菌产生的微小纳米线“呼出”多余的电子而形成一张遍布全球的“电网”。美国耶鲁大学研究人员发现,光是在生物膜细菌中培养这种电子活动的“盟友”。将细菌产生的纳米线暴露在光照下,电导率最高可增加100倍。这一发现发表在7日的《自然·通讯》杂志上。

光照加速大自然“电网”导电性

细菌可产生由细胞色素OmcS组成的纳米线。
图片来源: Ella Maru Studio

耶鲁大学西校区微生物科学研究所分子生物物理和生物化学副教授尼基尔·马尔万卡尔表示,暴露在光照下的纳米线电流急剧增加,显示出一种稳定而强大的光电流,可持续数小时。

从消除生物危害废物到创造新的可再生燃料来源,科学家们正在寻求利用这种电流的方法,这一发现可能会提供新见解。

几乎所有的生物在将营养物质转化为能量时,都会呼吸氧气以排出多余的电子。然而,在没有氧气的情况下,生活在海洋深处或埋藏在地下数十亿年的土壤细菌已进化出一种利用矿物质呼吸的方式。

当细菌暴露在光照之下,电流会显著增加,这让研究人员感到惊讶,因为大多数接受测试的细菌都存在于土壤深处,远离阳光照射。以前的研究表明,当暴露在阳光下时,产生纳米线的细菌生长得更快。

这项新研究得出结论,即一种名为细胞色素OMCs的金属蛋白质组成的细菌纳米线可作为天然光电导体。当生物膜暴露在光照中,纳米线极大地促进了电子转移。“这是一种完全不同的光合作用形式。”马尔万卡尔说,“由于纳米线之间的快速电子转移,光正在加速细菌的呼吸。”