В августе прошлого года Абдельрхман Мохамед обнаружил, что путешествует вглубь пустыни Йеллоустонского национального парка.
В отличие от тысяч туристов, которые каждый год пытаются полюбоваться знаменитыми гейзерами и горячими источниками парка, аспирант WSU путешествовал с группой ученых, чтобы охотиться за ними.
После напряженной семимильной прогулки по живописным, изолированным тропинкам в районе бассейна Гейзер-Харт-Лейк, команда нашла четыре чистых бассейна с горячей водой. Они осторожно оставили несколько электродов, вставленных в кромку воды, в надежде выманить из укрытия малоизвестных существ - бактерий, которые могут есть и дышать электричеством.
Через 32 дня команда вернулась к горячим источникам, чтобы собрать погруженные электроды. Работая под руководством Халук Бейенала, Пол Хоэншух, заслуженный профессор Школы химической инженерии и биоинженерии им. Джин и Линды Войланд, Мохамед и исследователь Phuc Ha, занимался исследованием электродов.
Вуаля! Им удалось захватить свою добычу - теплолюбивые бактерии, которые «дышат» электричеством через твердую углеродную поверхность электродов.
Команда WSU в сотрудничестве с коллегами из Университета штата Монтана опубликовала свое исследование, подробно описав многочисленные бактериальные сообщества, которые они нашли в Журнале источников энергии.
«Это был первый раз, когда такие бактерии собирались на месте в экстремальных условиях, таких как щелочной горячий источник», - сказал Мохамед, добавив, что температура в источниках колебалась от примерно 110 до почти 200 градусов по Фаренгейту.
Эти крошечные существа представляют не просто академический интерес.
Они могут быть ключом к решению некоторых из самых больших проблем, стоящих перед человечеством, - загрязнения окружающей среды и устойчивой энергетики. Такие бактерии могут «съесть» загрязнение, превращая токсичные загрязнители в менее вредные вещества и вырабатывая электричество в процессе.
«Поскольку эти бактерии передают свои электроны в металлы или другие твердые поверхности, они могут производить поток электричества, который может быть использован для маломощных приложений», - сказал Бейенал.
Большинство живых организмов, включая людей, используют электроны, которые представляют собой крошечные отрицательно заряженные частицы, в сложной цепи химических реакций для питания своих тел. Каждому организму нужен источник электронов и место для сброса электронов, чтобы жить. В то время как мы, люди, получаем наши электроны из сахаров в пище, которую мы едим, и пропускаем их в кислород, которым мы дышим через наши легкие, некоторые виды бактерий сбрасывают свои электроны за пределы металлов или минералов, используя выступающие, похожие на волосы провода.
Чтобы собрать бактерии в таких экстремальных условиях в течение 32 дней, Мохамед изобрел дешевый портативный потенциостат, электронное устройство, которое могло бы контролировать электроды, погруженные в горячие источники в течение длительных периодов времени.
«Природные условия, обнаруженные в геотермальных объектах, таких как горячие источники, трудно воспроизвести в лабораторных условиях», - сказал Бейенал. «Итак, мы разработали новую стратегию по обогащению теплолюбивых бактерий в их естественной среде».
Материалы предоставлены Университетом штата Вашингтон. Примечание: содержимое может быть отредактировано по стилю и длине.