تولید برق از یک قارچ

پژوهشگران توانستند با استفاده از چاپ سه بعدی و با اتصال انرژی تولید کننده سیانوباکتری برروی یک قارچ معمولی، برق تولید کنند. در این پژوهش یک شبکه دارای الکترود‌های نانونوار گرافنی نیز برای جمع آوری جریان، استفاده شد.

"بیونیک" یا خلاقیت‌شناسی طبیعت، الگوگیری از سامانه‌ها، ساختار‌ها و سازوکار‌های طبیعت و موجودات زنده برای ابداع و اختراع، پدیدآوردن فناوری و حل مسائل فنی–مهندسی است.

این رشته به عنوان یک دانش میان‌رشته‌ای و یک روش‌شناسی حل خلاق مسئله، از شاخه‌ها یا گرایش‌های تخصصی خلاقیت نوآوری‌شناسی (Creanovatology) به‌شمار می‌رود. به عبارتی می‌توان گفت: بیونیک هنر به‌کارگیری دانش سیستم‌های زنده در حل مسائل فنی است. این رشته به عنوان یک دانش میان‌رشته‌ای و یک روش‌شناسی حل خلاق مسئله، از شاخه‌ها یا گرایش‌های تخصصی خلاقیت نوآوری‌شناسی به‌شمار می‌رود.

"مانو مانور" (Manu Mannoor) یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: در این مطالعه، قارچ بیونیکی که ما توسعه دادیم، برق تولید می‌کند. با یکپارچه سازی سیانوباکتری‌های قادر به تولید برق با مواد نانومقیاسی که قادر به جمع آوری جریان هستند، ما توانستیم به خواص منحصر به فرد هر دو مواد پی برده و آن‌ها را تقویت کنیم و یک سیستم بیونیک کاملا کاربردی جدید ایجاد کنیم.

سیانوباکتری‌ها را همچنین به عنوان جلبک‌های فیروزه‌ای، باکتری‌های فیروزه‌ای یا سیانوفیت‌ها می‌شناسند. آن‌ها بی‌هوازی هستند یعنی نیازی به اکسیژن ندارند. در زمان پیدایش این باکتری‌ها اکسیژن در جو زمین وجود نداشت. آن‌ها دارای کلروفیل a. هستند و فتوسنتز می‌کنند و اغلب متحرکند.

سیانوباکتری­‌ها قدیمی‌ترین پروکاریوت­‌های فتوسنتز­کننده روی زمین هستند. این میکروارگانیسم­‌ها بطور گسترده­‌ای در خاک­‌های طبیعی، آب­‌های شیرین و زیستگاه­‌های دریایی توزیع شده‌اند.

در طول آزمایش، مانور و همکارانش دریافتند سلول‌های سیانوباکتری‌ها چندین روز بر روی قسمت بالایی سفید قارچ باقی می‌مانند.

"سودیپ جوشی" (Sudeep Joshi) یکی از نویسندگان این مطالعه، توضیح داد که قسمت سفید قارچ موجب تغذیه سیانوباکتری‌ها می‌شود و توسط آن‌ها می‌توان برق تولید کرد.

گام بعدی جمع آوری جریان بود. پژوهشگران از یک چاپگر سه بعدی و یک بازوی رباتیک برای جمع آوری چاپ جوهر الکترونیکی که حاوی نانو نوار‌های گرافن ضروری در قسمت بالایی قارچ است، استفاده کردند.

آن‌ها همچنین با استفاده از جوهر زیستی یک الگوی مارپیچی که حاوی سیانوباکتری‌های موجود بر روی کلاهک قارچ بود، چاپ کردند.

جوهر‌های زیستی موادی هستند که محیط ماتریکس خارج سلولی را شبیه‌سازی می‌کنند و به چسبیدن، تکثیر و تمایز سلول‌های زنده کمک می‌کنند. جوهر‌های زیستی می‌توانند در حین پروسه تولید افزایشی (additive manufacturing) به شکل رشته ته‌نشین شوند و بنا به این قابلیت از بیومتریال‌های سنتی‌ای مانند هیدروژل، شبکه پلیمری و داربست فومی متمایز می‌شوند.

پژوهشگران همچنان به تلاش خود برای تولید قار‌های بیونیک دارای جریان الکتریکی بالا ادامه خواهند داد.

این مطالعه در مجله "Nano Letters " منتشر شده است.