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

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

Onderzoek: Zwaartekracht beschrijven, zonder zwaartekracht

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

eHealth interoperabiliteits-standaarden (HL7/IHE/DICOM)

Bluepoint - Brussel

woensdag 18 september 2019

Kwaliteitsmanagement - ISO 9001:2015

NBN - Brussel

donderdag 19 september 2019

Postgraduaat Coöperatief ondernemen en management

Leuven

van 20/09/2019 tot 20/12/2019

Studiedag Energie-efficiëntie

Vlaams Parlement - Brussel

vrijdag 20 september 2019

Webinar: 7 innovatieve veiligheids­oplossingen

Pilz Webinar

vrijdag 20 september 2019

Overdrukbeveiliging in de procesindustrie en veiligheidskleppen

Het Ingenieurshuis - Antwerpen

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

Keuze van de redactie

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

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

(10/9) Werkgevers plannen personeelsuitbreiding in vierde kwartaal

(9/9) 2.640 zonnepanelen voor spaarbekkencentrale in Coo

(5/9) SAFIR-consortium test simultane dronevluchten in DronePort

(4/9) VINCI Energies heeft IZEN overgenomen

>> 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...

Resultaten testproject autonoom varen voorgesteld

Na verschillende maanden van testvaarten met een schaalmodel van een autonoom (onbemand en zelfsturend) binnenschip op de IJzer werden onlangs de testresultaten voorgesteld.

7 miljoen euro EU-subsidie voor innovatieve warmtebatterij (+video)

De Nederlandse TU Eindhoven en TNO hebben een batterij ontwikkeld die het mogelijk maakt om duurzaam opgewekte energie op een goedkope en efficiënte manier op te slaan.

Basisopleiding kwaliteitsmanagement ISO 9001:2015 - uitnodiging

ISO 9001 biedt een praktisch kader om een kwaliteits­management­systeem (KMS) op te zetten en te laten certificeren. Zo ga je efficiënter te werk en verhoog je de tevredenheid bij je klanten.

Terminaloperator BCTN neemt North Sea Port op in netwerk

BCTN, uitbater van ‘inland container terminals’, gaat North Sea Port dagelijks bedienen met binnenschepen en sluit zo aan bij de zeehavens Rotterdam, Antwerpen en Zeebrugge.

Internationale oefening moet toezicht op nucleaire ontwapening verbeteren

Op de site van het SCK•CEN in Mol is een tiendaagse internationale oefening gestart om meettechnieken voor kernontwapening te testen en te vergelijken, waaraan tien landen meedoen.

Moving Automation Event focust op impact Artificiële Intelligentie

Het Moving Automation Event is een initiatief van EPLAN Software & Services, Hannecard, igus, Motix, NORD Aandrijvingen, Rittal, Sensor Partners, SMC Belgium en Vink.

Wat is het beste tegen veroudering van uw machinepark? - whitepaper

Uw machines draaien dag in dag uit op volle toeren. Een logisch gevolg hiervan is de veroudering van deze machines. Maar hoe zorgt u ervoor dat uw machines het zolang mogelijk blijven doen?

Deloitte België boekt 11% omzetgroei en deed 1.100 aanwervingen

Professionele dienstverlener Deloitte België realiseerde voor boekjaar 2019 een omzet van 565 miljoen euro (+11%). Het deed meer dan 1.100 aanwervingen, waarvan een kwart met STEM-profiel.

Partners