Wetenschappers ontdekken elektrische geleiding in bacteriën (+video)

Onderzoek & Wetenschap 11/09/2019 16:08:05

Wetenschappers van de UAntwerpen, de TU Delft en de UHasselt hebben bacteriën ontdekt die leven op elektriciteit en stroom over lange afstanden door sterk geleidende kabels kunnen sturen.

Lees hieronder verder   
Verwant

VUB spin-off Axiles Bionics haalt 2,4 miljoen euro op

Wetenschappers ontdekken elektrische geleiding in bacteriën (+video)

Isolatietechniek maakt chips krachtiger en kleiner

Druppelbeweging manier voor manipulatie kwetsbare biologische samples

“Proof of Concept Grant” voor bouw speciale 3D-PIV microscoop

Beter inzicht in bijzondere eigenschappen van water

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Overdrukbeveiliging in de procesindustrie en veiligheidskleppen

Het Ingenieurshuis - Antwerpen

van 23/09/2019 tot 26/09/2019

46ste Hogere Cursus Akoestiek

Het Ingenieurshuis - Antwerpen

van 23/09/2019 tot 17/02/2020

Plat dak specialist editie 2019

Het Ingenieurshuis - Antwerpen

van 24/09/2019 tot 24/09/2020

eHealth interoperabiliteits-standaarden (HL7 FHIR)

Bluepoint - Brussel

van 24/09/2019 tot 25/09/2019

Basiscursus Grondmechanica 2019

Het Ingenieurshuis - Antwerpen

van 25/09/2019 tot 4/12/2019

Integrale Productontwikkeling

KU Leuven Campus Kulak Kortrijk

donderdag 26 september 2019

Keuze van de redactie

(19/9) Luminex en Sioen winnen Leeuw van de Export 2019

(18/9) ULiège neemt eerste 7 Tesla MRI-scanner in gebruik

(17/9) ArcelorMittal Gent installeerde grootste Belgische zonnedak

(17/9) umati showcase op EMO: nieuwe machinetaalstandaard

(11/9) Wetenschappers ontdekken elektrische geleiding in bacteriën (+video)

(11/9) Nieuwe technologie voor filtratie van organische microverontreinigingen

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - Uit deze nieuwe studie blijkt dat bacteriën op de zeebodem elektrische netwerken kunnen aanleggen. Kabelbacteriën zijn micro-organismen die bestaan uit duizenden cellen op een rij, samen ruim een centimeter lang.

Prof. Filip Meysman (UAntwerpen). “Onderzoek toont aan dat er elektrische stromen door de zeebodem lopen, en alle gegevens wijzen erop dat kabelbacteriën deze stromen opwekken en geleiden. Hun ‘elektrisch metabolisme’ geeft hen een groot voordeel, aangezien ze in staat zijn om energie te halen uit diepere lagen van de zeebodem.”

Een zeer fascinerend idee, dat wel, maar tot nu toe was er geen rechtstreeks bewijs dat kabelbacteriën wel degelijk geleidend zijn. De nieuwe studie van het multidisciplinaire team van biologen, chemici en fysici heeft dit raadsel nu opgelost.

De wetenschappers ontwikkelden een procedure om één enkele ‘bacteriedraad’ uit een zeebodemstaal te isoleren en bevestigden dit microscopische filament (50 keer dunner dan een mensenhaar) aan een zelfgemaakte opstelling met minuscule elektroden.

Prof. Herre van der Zant, een natuurkundige van de TU Delft: “Het heeft ons veel moeite gekost om de bacteriedraad aan te sluiten, maar uiteindelijk lukte het en de resultaten waren verbluffend. We stelden vast dat er een sterke stroom door deze dunne kabelbacterie liep.”

Het behandelingsproces van de bacteriën werd vervolgens verder verfijnd, tot er op een gegeven moment stroom meetbaar was in een filament van meer dan 1 cm lang.

Prof. Jean Manca (UHasselt): “Dit betekent dat de afstand waarover biologisch elektronentransport plaats grijpt, veel groter is dan tot nu toe werd aangenomen. Tot nu toe was het record ongeveer 1 micrometer (een tienduizendste van een centimeter). Kabelbacteriën hebben een mechanisme gevonden om ladingen efficiënt te transporteren over afstanden van centimeters.”

Deze vaststelling riep meteen een nieuwe vraag op: wat zijn dan de geleidende structuren in de bacteriën die zulke sterke elektrische stromen mogelijk maken? Via geavanceerde microscopie zag men dat er in de celwand een parallel netwerk van vezels loopt, over de hele lengte van de bacterie.

Meysman: “We hebben een soort chemische carwash uitgevonden waarmee stapsgewijs celmateriaal wordt verwijderd, tot uiteindelijk alleen nog de vezelstructuur achterblijft.”

Prof. Karolien De Wael (UAntwerpen): “Toen we die vezelstructuur op onze elektrodeopstelling plaatsten, zagen we opnieuw sterke stromen, wat aantoont dat het vezelnetwerk in de celwand wel degelijk de geleidende structuur is.”

De elektrische metingen toonden tevens aan dat de vezels een extreem hoge elektrische stroom aankunnen, die goed te vergelijken is met de stroomdichtheid in de koperdraden van onze huishoudtoestellen.

Nog spannender is dat de geleidbaarheid van de vezels ongewoon hoog is, met waarden van meer dan 20 S cm-1. waarmee ze niet moeten onderdoen voor de laatste nieuwe geleidende polymeren die in flexibele zonnepanelen of vouwbare telefoons worden gebruikt.

De ontdekking van de sterk geleidende vezels in kabelbacteriën is des te opmerkelijker omdat alle bekende biologische materialen (zoals eiwitten, koolhydraten, lipiden of nucleïnezuren) zeer slecht geleidend zijn.

Deze geleidende vezels openen dan ook de deur naar tal van mogelijkheden voor nieuwe materialen en technologieën. Zo zouden biologische materialen met uitzonderlijke elektrische eigenschappen de materiaalwetenschap en de elektronica ver voorbij hun huidige grenzen kunnen duwen.

Het gebruik van biomaterialen in de elektronica is een actief onderzoeksgebied, bijvoorbeeld om biologisch afbreekbare componenten te ontwikkelen en zo het elektronische afvalprobleem (het zogenaamde 'e-waste') aan te pakken.

Een andere mogelijke toepassing is in de gezondheidszorg, waar implanteerbare diagnostische en therapeutische apparaten gedurende een bepaalde periode hun werk zouden kunnen doen, om vervolgens langzaam in het lichaam te verdwijnen.

Misschien worden binnen enkele jaren wel medische implantaten of smartphones ontwikkeld, die uitgerust zijn met minuscule geleidende draden van onze kabelbacteriën. << (Guy Leysen) (foto: UAntwerpen)

Video:

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

ULiège neemt eerste 7 Tesla MRI-scanner in gebruik

De 7 Tesla MRI-scanner of MAGNETOM Terra met ultrahoge veldsterkte werd geïnstalleerd in het GIGA Cyclotron Research Center van ULiège, gespecialiseerd in in-vivo beeldvorming.

Nieuwe fabriek Europal Packaging klaar voor Industrie 4.0

Verpakkingsbedrijf Europal Packaging bouwt een tweede site in Doornik, op de industriezone van Blandain. Tegen de zomer van 2020 moet deze nieuwe state-of-the art fabriek operationeel zijn.

Ontwikkeling nieuwe generatie astronomie-instrumenten

Om verdere stappen te maken in astronomieonderzoek is innovatie op vlak van meetapparatuur nodig, bijvoorbeeld door radioantennes te ontwikkelen die in de ruimte werken.

Kwaliteitsmanagement voor labo's - ISO/IEC 17025 - uitnodiging

Wil je als test- of kalibratielaboratorium een garantie op geldige en correcte resultaten, dan kan je niet om ISO/IEC 17025 heen. Deze managementnorm werd in 2017 herzien.

Steffen Kühling wordt gedelegeerd bestuurder van Lanxess België

Vanaf 1 oktober wordt Steffen Kühling gedelegeerd bestuurder van Lanxess en Country Representative voor het speciaal-chemiebedrijf in België. Hij vervangt Gunther Van Cauwenberge.

ArcelorMittal Gent installeerde grootste Belgische zonnedak

Op het dak van ArcelorMittal in Gent werden 27.000 zonnepanelen geïnstalleerd door Eneco. Door deze investering van 7,5 miljoen euro zal jaarlijks 10.000 MWh geproduceerd kunnen worden.

Ontdek de toekomst van verpakkingstechnologie op Empack

Nog maar enkele weken en Empack vindt plaats: het event voor al wie actief is in de verpakkings­sector. Door de co-locatie met Packaging Innovations, krijgen bezoekers een totaaloverzicht.

umati showcase op EMO: nieuwe machinetaalstandaard

Nieuws rechtstreeks vanop de EMO: zeventig bedrijven uit tien landen kunnen dankzij umati op 110 machines 28 verschillende softwarediensten met toegevoegde waarde gebruiken.

Partners