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

Kunstmatige koraalpoliep reinigt water en transporteert cellen

Vijf laureaten van FWO-Excellentieprijzen bekend gemaakt

Supercontinuum: stap voor stap naar een brede waaier van kleuren

Drie VUB-wetenschappers worden coördinator bij CERN

Onderzoekers bouwen sensor van slechts 11 atomen

Wereldprimeur: metaoppervlaklaser produceert eerste superchirale licht

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Basiskennis bedrijfsfinanciën

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 24/08/2020 tot 31/08/2020

Onderhandelen met impact (online)

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 26/08/2020 tot 27/08/2020

De Logistiek Manager als Logistiek Auditor

IMF Academy (centraal Nederland)

dinsdag 1 september 2020

Piping en Engineering

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 2/09/2020 tot 21/01/2020

Big data in the cloud

Het ingenieurshuis - Antwerpen

donderdag 3 september 2020

Warmtewende voor industrie

Havenhuis Antwerpen

maandag 7 september 2020

Keuze van de redactie

(13/7) Verwerking afvalstof lignine tot groene olie in proeffabriek

(7/7) ArcelorMittal zoekt partner voor warmtenet in North Sea Port

(1/7) Nieuw investeringsfonds van 42 miljoen euro voor start-ups en scale-ups

(1/7) Gentse biotech start-up ontwikkelt universeel Covid-19 vaccin

(29/6) Vlaamse bedrijven krijgen 14,8 miljoen euro voor technologische begeleiding

(29/6) Innovatief zonnepaneel voor grootschalige productie op komst

>> 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:

Reageren
Abonneer op onze nieuwsbrief

Mis ook dit niet...

Gratis AI-applicatie detecteert personen zonder mondmasker

ML6, gespecialiseerd in machine learning en artificiële intelligentie, heeft een nieuwe applicatie gelanceerd in de strijd tegen het coronavirus. De code wordt gratis ter beschikking gesteld

Festo toont nieuwe bionic-projecten op virtuele Hannover Messe

Deze bionics zijn steevast publiekstrekkers op de Hannover Messe. Het bedrijf, sterk in pneumatische en elektrische automatiseringstechnologie, stelt ze dit keer voor op het online corona-alternatief.

Clinchen onder stroom - artikel

Elektrificatie is niet meer te stoppen. Niet alleen in de automobielindustrie, ook elders vind je steeds vaker elektrische aandrijvingen, gevoed door batterijsystemen.

Verwerking afvalstof lignine tot groene olie in proeffabriek

De groene olie dient als grondstof voor bioplastics, chemicaliën en brandstof. De installatie van Vertoro, een spin-off van TU Eindhoven, is deel van een unieke Multi Purpose Pilot Plant.

Afstand houden en volgen ... - artikel

Nog maar kort geleden leek onze overheid een contacttracing-app op je smartphone te willen installeren als een manier om te sturen in de strijd tegen de verspreiding van Covid-19.

Tom Hautekiet aangesteld als nieuwe CEO Port of Zeebrugge

Na een selectieprocedure en een screening van een 110 potentiële kandidaten door een onafhankelijk extern selectiekantoor, werd Tom Hautekiet gekozen als opvolger van Joachim Coens.

Composieten op zoek naar nieuwe toepassingen - artikel

Nu JEC World in Parijs toch niet doorgaat, klopten we aan bij Linde De Vriese, Team Lead Composites bij het SLC-Lab van Sirris in Heverlee, om te vernemen welke trends de sector beheersen.

ArcelorMittal zoekt partner voor warmtenet in North Sea Port

ArcelorMittal Belgium start deze zoektocht samen met Provincie Oost-Vlaanderen, POM Oost-Vlaanderen, Psychiatrisch Centrum Sint-Jan-Baptist Zelzate en gemeente Zelzate.

Leybold breidt Turbovac i/iX-familie verder uit

Vacuümspecialist Leybold heeft zijn Turbovac i/iX-serie uitgebreid met de maten 850 i/iX en 950 i/iX tot zes modellen. De twee nieuwe turbomoleculaire pompvarianten worden voornamelijk gekenmerkt door een langere, probleemloze werking, een langere levensduur van het systeem en lagere bedrijfskosten.

Partners