Đức phát triển thành công pin vi khuẩn

Thiết kế pin sinh học mới của các nhà khoa học Đức có thể thu được điện từ vi khuẩn - Ảnh: DepositPhotos

Theo New Atlas, một số loài vi khuẩn có thể tự tạo ra điện, nhưng cho đến nay những nỗ lực sử dụng chúng trong sản xuất pin nhiên liệu và ắc quy vẫn chưa thành công.

Mới đây, các nhà khoa học Đức đã phát triển một hệ thống lai ghép sinh học dựa trên hydrogel, có thể là một bước đột phá trong lĩnh vực này. Các chuyên gia từ Viện Công nghệ Karlsruhe (Karlsruhe Institute of Technology - KIT) đã chú ý đến một nhóm vi sinh vật được gọi là exoelectrogens. Chúng có thể tạo ra các electron và truyền qua màng tế bào của chính chúng. Nếu tìm được cách thu thập các điện tử ấy thì có thể tạo ra pin vi khuẩn.

Tuy nhiên, những nỗ lực trước đây của các nhà khoa học cho thấy điều đó không đơn giản. Hầu hết các vật liệu dẫn điện cần thiết để đưa electron đến điện cực không phù hợp với sự sống của vi khuẩn. Và những loại vật liệu phù hợp thì lại không dẫn điện tốt.

Do đó, các nhà khoa học Đức quyết định phát triển vật liệu của riêng họ kết hợp 2 thuộc tính này. Họ bắt đầu với một hydrogel gồm các ống nano carbon và các hạt nano thạch anh rồi kết nối chúng với nhau bằng các chuỗi ADN. Và sau đó vi khuẩn exoelectrogenic đã được thêm vào cùng với môi trường giàu chất dinh dưỡng. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng vi khuẩn phát triển tốt trên loại vật liệu như vậy, xâm nhập vào các lỗ nhỏ của hydrogel rồi sản sinh ra điện. Ngoài ra, các nhà khoa học đã tích hợp sẵn cơ chế ngắt pin khi không cần năng lượng, chỉ cần thêm vào một loại enzyme ngắt chuỗi sợi ADN là hệ thống ngừng hoạt động.

Đây không phải là lần đầu tiên khoa học tạo ra được pin vi khuẩn. Trước đó, các nhà khoa học Mỹ cũng đã từng sử dụng khả năng của exoelectrogens để tạo ra pin giấy rẻ tiền từ vi khuẩn được sấy khô và đông lạnh đặc biệt. Dự tính, các loại pin vi khuẩn này được dùng để chẩn đoán y tế ở các nước thế giới thứ ba.

Vũ Trung Hương