Bioelektroenergiya ishlab chiqara oladigan bionik qo‘ziqorinlar yaratildi

Stivens texnologiyalar institutidagi bir guruh tadqiqotchilar fotosintetik energiya ishlab chiqaruvchi sianobakteriyalar koloniyasi (ko‘k-yashil suvo‘tlar) va elektrodlar tarmog‘idan foydalangan holda bionik qo‘ziqorin yaratishdi. Bu haqda xalqaro “Nano Letters” ilmiy jurnali xabar bermoqda.

Tabiatda o‘zaro bir-biriga bog‘liq holatda yashaydigan organizmlar jamoasi nihoyatda keng tarqalgan. Bunga organizmlarning simbioz (uyg‘un) holatda yashashini misol qilib keltirish mumkin. Stivens texnologiyalar instituti tadqiqotchilari Manu Mannur, Sudip Joshi va Elleksis Kuk birgalikda zamburug‘lar va sianobakteriyalarning sun’iy holdagi simbioz shaklini yaratishdi.

Tadqiqotchilarning qayd etishlaricha, sirli biologik mikrodunyo o‘z ichiga ko‘plab yangi tadqiqotlarga asos bo‘luvchi ajoyib, ammo hanuzgacha foydalanilmagan funksional imkoniyatlarga ega turli mikroorganizmlarni jamlaydi. Ushbu mikrobiologik turlar bir vaqtda o‘zaro samarali hamkorlik qiladi va o‘z-o‘zini tiklay oladigan mikrobiotani saqlab qolish uchun tasavvur qilib bo‘lmas darajadagi vazifalarni bajaradi.

Mazkur mikroolam bir qancha tizimli dunyolardan tashkil topgan bo‘lib, ular ichidagi prokariot va zamburug‘ dunyolarining o‘zaro mutualistik simbioz (mutualizm – ikki turli organizm birgalikda yashashidan har ikki organizmning foyda ko‘rishi) ko‘rinishidagi yashash shakllari keng tarqalgan.

Tadqiqotchilar mazkur organizmlar orasidan kerakli turlarni tanlab olib ularni jamlash, ulardagi tabiiy xususiyat va funksional imkoniyatlardan foydalanish hamda ularni nazorat qilish barobarida innovatsion dasturlarga mos keladigan bionik qurilmalar yaratish imkoniyati mavjudligini aytishmoqda.

Shu bois, ayni vaqtdagi eng katta ilmiy qiziqish kelajakdagi yangi imkoniyatlarni to‘g‘ri baholay olish uchun cheksiz resursga ega bo‘lgan mikrodunyo olamiga qanday va qaysi usullar bilan kirib borishga qaratilgan bo‘lishi kerak.

Tadqiqotchilarning rejasiga ko‘ra, 3D printerda yaratilgan sianobakteriyalar qo‘ziqorin qalpoqchasi yuzasida fotosintez energiyasini hosil qilayotgan vaqtda qo‘ziqorin ular uchun pana joy, namlik va mineral moddalar bilan ta’minlaydigan manba bo‘lishi kerak edi. Sianobakteriyalar yaqinidagi grafen nanotasmalari esa fotosintez vaqtida mikroorganizmlar tomonidan chiqadigan bioelektroenergiya elektronlarni ushlab qolishi kerak edi.

Nazariy jihatdan ishlab chiqilgan bionik qo‘ziqorinni hayotga tatbiq etish uchun tadqiqotchilar dastlab tirik qo‘ziqorin qalpoqchasi yuzasiga 3D printerda yaratilgan o‘z ichida grafenli nanotasmalar tutgan elektron siyohni joylashtirdilar (rasmda qora rangda). Shundan so‘ng ular sianobakteriyalar qo‘shilgan biologik siyohni qo‘ziqorin qalpog‘i yuzasiga spiral ko‘rinishida joylab chiqdilar (rasmda yashil rangda). Shu hollarda biologik siyoh elektronik siyohni bir necha nuqtada kesib o‘tadi. Mazkur nuqtalarda elektronlar sianobakteriyalar membrana yuzasi orqali grafen nanotasmalariga ko‘chib o‘tadi.

Qo‘ziqorin yuzasiga tushayotgan yorug‘lik sianobakteriyalar amalga oshirayotgan fotosintez natijasida 65 nanoamper (nA) tokni hosil qilgan.

"Ushbu tok elektron qurilmalarni quvvatlash uchun yetarli bo‘lmasa-da, bionik qo‘ziqorinlar majmuasi svetodiod chiroqlarni yoritish uchun yetarli tok hosil qilishi mumkin", – deydi tadqiqot mualliflari.

Ayni vaqtda tadqiqotchilar ushbu tizim orqali katta tok ishlab chiqarish yo‘llari ustida ishlashmoqda. “Zamin” yangiliklarini “Twitter”da kuzatib boring