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

TU Delft test met schaalmodel CO2-neutraler vliegen

In lab gecreëerde bloedvaten getest in nieuwe bioreactor

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

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Infoavond 3D-print voor matrijzen

Thomas More - Sint-Katelijne-Waver

dinsdag 22 oktober 2019

Parts2Clean

Messe Stuttgart

van 22/10/2019 tot 24/10/2019

Configuratie en calculatie van laagspanningsverdeelborden

Rittal Lokeren

dinsdag 22 oktober 2019

Rockwell Automation Teched Emea

München - Duitsland

van 22/10/2019 tot 24/10/2019

Basic of CE marking

Pilz Academy - Gent

dinsdag 22 oktober 2019

Empack

Nekkerhal Mechelen

van 23/10/2019 tot 24/10/2019

Keuze van de redactie

(15/10) Verhaert investeert in AI gestuurde robots

(14/10) Sirris heeft 4.0 Pilot Factory ontwikkeld

(9/10) Batterijen van elektrische wagens krijgen nieuw leven bij Umicore

(9/10) Kinepolis is ‘Onderneming van het Jaar’ 2019

(8/10) Central Auto overgenomen door Imes Dexis

(7/10) Qinetiq Space neemt nieuwe cleanroom van 450m² in gebruik (+fotoreportage)

>> 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...

Jan De Nul start baggerwerken aan Mauritaanse haven

Jan De Nul Group is van start gegaan met de baggerwerken voor de verdieping en verbreding van, Nouadhibou, de grote Mauritaanse exporthaven van ijzererts.

3D-scannen: Wat doe je met de puntenwolk? - artikel

3D-scanners maakten een enorme evolutie door qua technologie, nauwkeurigheid én prijs. Ze worden ingezet voor reverse engineering tot kwaliteitscontrole. Software is daarbij steeds crux.

Covestro kiest volop voor circulaire economie

Covestro heeft een strategisch programma gelanceerd, waarmee het bedrijf wil focussen op de kringloopeconomie en een creatieve motor wil zijn voor de volledige kunststofindustrie.

Pulsify Medical haalt 2,6 miljoen euro op in eerste financieringsronde

Pulsify Medical is een medisch-technologisch bedrijf dat zich richt op de ontwikkeling van draagbare ultrasone pleisters, die via de huid fysiologische parameters in het lichaam opvolgen.

3D-reproducties en juridische valkuilen (deel 1) - column

Steeds vaker zullen bedrijven 3D-scannen én 3D-printen. Zie in dit nummer ook het artikel: “Wat doe je met de puntenwolk?” Reverse Engineering wordt ongetwijfeld een groeimarkt.

Vlaamse regering legt 23 extra opleidingen duaal leren vast

Vlaams ministers Crevits en Weyts hebben de inhoud van 23 extra opleidingen ‘duaal leren’ vastgelegd. Daarmee wordt het huidige aanbod van 80 opleidingen verder uitgebreid.

Beveiligingsmodule voor afvalwatertoepassingen - techniek

Sinds midden 2019 biedt de KSB Groep met Amacontrol III een module aan met nieuwe beveiligings- en bewakingsfuncties voor uw dompelpompen en -mengers in de meest diverse toepassingen.

Continue afkoeling en verhitting van reusachtige sterren

Een internationaal team van astronomen legde in detail vast hoe de temperatuur van vier gele hyperreuzen in enkele tientallen jaren stijgt van 4000 graden naar 8000 graden en weer terug.

Schubert & Salzer lanceert stoomkoeler 5090

De voordelen van het schijfklepsysteem voor stoomconditionering worden met de stoomkoeler type 5090 gecombineerd. Operatoren profiteren van een hoge afdichting, minder slijtage en geoptimaliseerde stoomcontrole. De stoomkoeler regelt de vereiste hoeveelheid injectiewater voor het koelen van stoom tot de gewenste stoom temperatuur. >>

Partners