Bilim insanları, bakterilerin elektriği dış ortama aktarma yeteneğini sayesinde, temiz enerji ve biyoteknoloji alanlarında devrim yaratacak yeni uygulamaların önünü açtı. Hem ABD hem de Çin’den araştırmacıların çalışmaları, sürdürülebilir enerji üretiminde biyolojik çözümlerin potansiyelini gözler önüne seriyor.
Bilim insanları uzun süredir bakterilerin oksijen bulunmayan ortamlarda nasıl hayatta kalabildiğini anlamaya çalışıyordu. Geleneksel canlılar oksijeni son elektron alıcısı olarak kullanarak enerji üretirken, bazı bakteriler çok daha farklı bir strateji izliyor.
ABD, Texas Rice Üniversitesi’nden biyobilimci Caroline Ajo-Franklin ve ekibi tarafından yürütülen çalışma, bakterilerin elektronları doğrudan çevrelerine vererek enerji ürettiklerini ortaya koydu. Bu süreç, ekstraselüler solunum olarak adlandırılıyor ve bakterilerin derin deniz bacaları, oksijensiz topraklar veya insan bağırsakları gibi ekstrem ortamlarda hayatta kalmasına olanak tanıyor.
Araştırmaya göre, Escherichia coli (E. coli) gibi bakteriler, doğal bileşiklerden biri olan naftokinonlar aracılığıyla elektronları dışarı taşıyor. Elektron taşıyıcı olarak görev yapan bu moleküller, hücre içindeki enerji döngüsünü tamamlayarak elektriksel akımı dış ortama iletiyor. Ajo-Franklin, bu mekanizmanın sadece bilimsel bir merak unsuru olmadığını, aynı zamanda biyoteknolojide çığır açabilecek bir keşif olduğunu vurguladı.
Elektrik üreten bakterilerle çevreci ve akıllı sistemler mümkün
Rice Üniversitesi araştırması, bakterilerin oksijensiz ortamlarda bile iletken yüzeyler aracılığıyla büyümeye devam edebildiğini ve elektrik üretebildiğini doğruladı. Bu özellik, biyolojik süreçleri destekleyen sistemlerin enerji dengesini korumasına yardımcı olabilir.
Bu yenilikçi yaklaşım:
- Atık su arıtımı
- Karbon tutma ve dönüşümü
- Biyoyakıt üretimi
gibi endüstriyel uygulamalarda sürdürülebilir çözümler sunabilir.
Ajo-Franklin, bu tür bakterilerin yenilenebilir elektrikle çalıştırılarak karbondioksiti bitkiler gibi işleyebileceğini ve geleceğin yeşil teknolojilerinin temel bileşenlerinden biri olabileceğini belirtti.
Çin’den yenilikçi biyobatarya: Taşınabilir, verimli ve kendini şarj edebilen
Bakteri temelli enerji çözümleri sadece laboratuvar düzeyinde kalmıyor. Çin’deki Shenzhen İleri Teknoloji Enstitüsü araştırmacıları, elektroaktif bakterileri kullanarak mini biyobatarya geliştirdi.
Bu biyobatarya:
- 2032 tipi geleneksel batarya kabuğuna yerleştirildi.
- Kendi kendini şarj etme kapasitesine sahip.
- %99,5 verimle şarj/deşarj döngüsü sunuyor.
- Biyolojik uyumluluğu sayesinde sinir uyarımı gibi hassas uygulamalarda kullanılabiliyor.
Biyobataryada kullanılan Shewanella oneidensis MR-1 bakterileri, alginat hidrojeller içinde canlılıklarını koruyarak elektrik üretiyor. Ayrıca cihaz, sinir stimülasyonu sırasında hem elektrik üretimini hem de fizyolojik sinyallerin hassas kontrolünü mümkün kılıyor.
Araştırmacılar, bu bataryanın potansiyelini tıbbi cihazlar, giyilebilir teknolojiler ve düşük güçlü taşınabilir enerji sistemleri gibi alanlarda değerlendiriyor.
Geleneksel bataryaların ötesinde: Sürdürülebilirlik ön planda
Her ne kadar biyobataryaların enerji yoğunluğu ve kapasitesi lityum-iyon bataryalara kıyasla düşük olsa da çevresel avantajları büyük.
- Kritik hammaddeler (kobalt, lityum) içermiyor.
- Organik elektrolitler ve zararlı maddeler kullanılmıyor.
- Bakteriler sayesinde yenilenebilir ve biyolojik olarak parçalanabilir bir çözüm sunuyor.
Çinli ekip, biyobataryanın 3D baskı teknikleriyle özelleştirilebilir yapısı sayesinde enerji teknolojilerinde yeni bir paradigma başlatabileceğini savunuyor.
Elektrikli bakterilerin yükselişi
Hem Rice Üniversitesi’nin hem de Çinli araştırmacıların çalışmaları, biyoteknolojinin enerji üretimiyle nasıl birleşebileceğini ve doğanın sunduğu çözümlerin teknolojiye nasıl ilham verebileceğini gösteriyor.
Elektrik üreten bakteriler gelecekte:
- Akıllı ve sürdürülebilir enerji sistemlerinin
- Endüstriyel biyoteknoloji çözümlerinin
- Biyomedikal implantların ve sinir uyarıcıların
temelini oluşturabilir.
Bu küçük ancak etkili organizmalar, doğayla daha uyumlu enerji üretiminin kapılarını açıyor ve karbon nötr bir geleceğe yönelik umut vadediyor.
İlgili Makaleler
- Bakterilerle hidrojen üretimi temiz enerjiye yepyeni bir yaklaşım
- Mantarla çalışan canlı biyobozunur pil
- Karbon giderme stratejilerinde düşük maliyet, yüksek verim
View this post on Instagram
© 2025 Yeşil Haber