Bionická nanotech houba vyrábí solární elektřinu  
Superhrdina nemusí být savec. Nemusí to být ani živočich. Novým hrdinou je neohrožený žampion v nanotechnologickém kostýmu. A jeho superschopností je výroba elektřiny ze slunečního záření. Podobné hybridy s nanotechnologiemi budeme, doufejme, vídat stále častěji.
Superhrdinský nanobionický žampion. Kredit: Sudeep Joshi, Stevens Institute of Technology.
Superhrdinský nanobionický žampion. Kredit: Sudeep Joshi, Stevens Institute of Technology.

Nanoinženýři dělají podivuhodné věci. Tým amerického institutu Stevens Institute of Technology v New Jersey si v obchodě pořídil obyčejný žampion, tedy pečárku. A udělal z něj drsnou nanobionickou houbu. Badatelé žampion vylepšili o 3D tištěný materiál se sinicemi, který generuje elektřinu, a o 3D tištěný materiál s grafenovými nanopásky, které mohou vést elektrický proud. Jejich výzkum uveřejnil časopis Nano Letters.

 

Manu Mannoor. Kredit: Stevens Institute of Technology.
Manu Mannoor.
Kredit: Stevens Institute of Technology.

Zní to tak trochu jako z Alenky v říši divů. Ale bionické houby jsou součástí promyšleného úsilí o hlubší pochopení buněčných mechanismů, které pak budeme moci využít k vývoji nových technologií. Na těchto základech by mohly vyrůst nové systémy pro využití v armádě a bezpečnosti, zdravotnictví i ochraně a managementu životního prostředí.
Jak podotýká šéf výzkumu Manu Mannoor jejich systém, tedy bionický žampion, produkuje elektřinu. Pomocí 3D tisku do něj zabudovali fotosyntetické sinice, které jsou za tu elektřinu zodpovědné. A grafenový materiál se postaral o vedení elektrického proudu. Tím vznikl unikátní a funkční bionický komplex.

Stevens Institute of Technology.
Stevens Institute of Technology.


To, že sinice, čili fotosyntetické bakterie, dovedou produkovat elektřinu, není pro bioinženýry žádným překvapením. Využití sinic v bionických systémech ale doposud bylo jenom omezené. Hlavní problém je v tom, že sinice nevydrží moc dlouho na umělých biokompatabilních substrátech. Proto Mannoor a jeho spolupracovníci vzali žampion, tedy organismus, na jehož povrchu normálně žije spousta mikrobů – ale nikoliv sinic – a otestovali, jestli takový žampion poskytne sinicím dostatečně vhodné prostředí. Navlékli na žampion nanobionický kostým a sledovali, co se bude dít.

3D vytištěné sinice. Kredit: Sudeep Joshi, Stevens Institute of Technology.
3D vytištěné sinice. Kredit: Sudeep Joshi, Stevens Institute of Technology.


Zjistili, že sinice v bionické nanotechnologii vydrží na povrchu žampionu naživu o několik dní déle, než na povrchu silikonového nebo mrtvého žampionu, které v tomto experimentu posloužily jako kontrola. Ukázalo se, že houba představuje pro sinice vhodné prostředí s výživou. Nanoinženýři vlastně vytvořili hybridní systém s umělou symbiózou mezi dvěma evolučně velmi vzdálenými organismy.


Jak vyrobit bionický nanotech žampion? Potřebujete 3D tiskárnu s robotickou paží. S ní nejprve vytisknete elektronickým inkoustem s grafenovými nanopásky vodivou síť, která na povrchu žampionu sbírá generovanou bioelektřinu z buněk sinic. Pak vytisknete živou část bionického kostýmu houby bioinkoustem, který obsahuje živé a motivované sinice. Čím hustěji jsou sinice tímto způsobem 3D vytištěné, tím více produkují při fotosyntéze elektřiny.


Bionické nanotech žampiony otevírají dveře pozoruhodným aplikacím nové generace bio-hybridních aplikací. V nich by se mohli uplatnit mikrobi, co světélkují, detekují toxiny nebo třeba vyrábějí palivo. Stačí je jenom důmyslně propojit s nanotechnologiemi a nalézt vhodný biokompatibilní povrch. Už teď se těšíme na nové bionické zázraky ze 3D tiskárny.


Literatura
Stevens Institute of Technology 7. 11. 2018, Nano Letters. Online 7. 11. 2018.

Datum: 09.11.2018
Tisk článku

Související články:

Terminátorovy čočky displejem budoucnosti?     Autor: Stanislav Mihulka (22.11.2009)
Takřka lidští androidi nás děsí     Autor: Stanislav Mihulka (21.07.2011)
3D tištěné modely srdce a bionické uši přijímající rádio     Autor: Stanislav Mihulka (24.05.2013)
Sní androidi o elektronických růžích?     Autor: Stanislav Mihulka (25.11.2015)



Diskuze:

Tak to nebylo vše.

Jiří Pospíšil,2018-11-12 04:16:58

Na tom videu to byl sice motivační letní kurs.
Ale ono to má i vlastní studia.
Fakt široký záběr na tak malou školu.
https://www.usnews.com/best-colleges/stevens-institute-of-technology-2639
Ještě, že máme toho strýčka Gůgla.

Odpovědět

Tak vám také dám jeden odkaz.

Jiří Pospíšil,2018-11-12 04:03:01

to je na ten institut. Taková motivační přípravka na studium to je, jak mi má slabá angličtina dovolovala pochopit.
https://www.youtube.com/watch?v=rK3jXUIzEJc

Odpovědět

Tak jsem si prošel ten odkaz.

Jiří Pospíšil,2018-11-12 03:52:35

Díky, pane Krnici. A čím dál víc si myslím, že to je nějaká sranda. Už vím, že mrtvý žámpion se dělá za pomocí dvacetiprocentního octa. Že ten proud, co z toho dostali byl v nanoAmperech, takže nic moc a napětí jsem tam nenašel. Takže zase o výkonu nic, ale přijde mi to takové nanicovaté. A šílená spotřeba těch sklenic, co tam mají vyfocených. Ty živé jsou taky uříznuté a šouplé do těch sklenic hlavičkama dolů. Takže moc živé žámpiony to taky nejsou.
Přijde mi to jako nějaká gendermultikulturní elektronanobiologie.

Odpovědět

No fakt jim držím palce.

Jiří Pospíšil,2018-11-12 03:31:28

Teď už jen vyřešit pár maličkostí. Prodloužení životnosti sinic o pár dní na živém žampionu je málo. Dokud nebude žampion na pár let, nedá se o této metodě moc nadšeně mluvit. Snad jen o získání dotací by stálo za to uvažovat.
Jaký proud a s jakým napětím dává jeden potištěný žampion a jak dlouho (o několik dní déle než mrtvý žampion je málo informativní), abych věděl, jak velký sklep mám pro spotřebu baráku vykutat? Já vím, až se to rozšíří, tak to bude mít jiné parametry, ale stejně by mě zajímalo, jaké jsou ty parametry dnes. Slibuji, že je budu brát jako startovní.
Nakonec jaderná fuze taky ještě nemá moc elektráren, že jo? A to jsem o ní čítal ve VaTM jako školák. Už tenkrát byly nekonečné zásoby levné energie pro všechny velmi blízko.

Odpovědět

No, jakožto praktický houbař vím,

Jaroslav Lepka,2018-11-11 09:58:07

jak vypadá žampion již druhý den, takže produkce několika dnů je buď nesmysl nebo překlep a mělo jít o hodiny. To mám pro tým autorů jiný impulz ke zkoumání, žraloci vnímají elekroimpulsy pomocí Lorenziniho ampulí, stačí ke každému přidělat drát a máme mobilní elektrárnu.

Odpovědět

pojmy

Jakub Beneš,2018-11-10 00:18:55

nejedná se o symbiózu, protože ten žampión z toho nic nemá. jde spíše o parazitování.

Odpovědět


doj mi

Josef Hrncirik,2018-11-10 11:06:46

Text vpravo od posledního obr..
Jak se Jim podařilo vypěstovat ?natisknout (l)Živý silikonový žampion??

Odpovědět


Re: doj mi

Milan Krnic,2018-11-10 11:15:41

Tak
/doj mi
Co znamená "nanobionický"?

Odpovědět


Re: Re: doj mi

Vojta Ondříček,2018-11-10 13:39:56

Nedovedu si pod pojmem "elektronický inkoust" nic představit.

Odpovědět


Re: Re: Re: doj mi

Josef Hrncirik,2018-11-11 22:21:44

vedle konce posledního obr. se píše, motivované sinice vyrábí a vlastně vedou el. proud do grafenu ?i přes více vrstev sinic. Je potom grafen zapotřebí?
Jaké však mají konektory a nevyruší se ev. proudy pokud byly konektory na sinicích označeny chybně či jen pootočeny?
Proč evoluce ponechala sinicím elektrifikaci?
Jak lze sinice motivovat k dojení elektřiny?

Odpovědět


Re: Re: doj mi

Pavel Nedbal,2018-11-10 14:07:20

Ne, to není na Vás, pane Krnici...
Tak, pane Mannore, vycházka do virtuální reality skončila, prosím pojďte, laskavě si ještě vezměte tuhle tabletku, ano, vrátíme se na Vaše oddělení, čeká tam pan doktor Chocholoušek...
Tento způsob vědy se mi zdá velmi nešťastným.

Odpovědět


Re: Re: Re: doj mi

Milan Krnic,2018-11-10 18:40:44

Kouzelné slofíško je: udržitelnost
Vrazit plech do brambory umíme, zdůvodnit pořízení 3D tiskárny zdá se také.

Odpovědět


Re: pojmy

John Difool,2018-11-11 04:24:51

Zampion dodava vhodne prostredi, sinice dostava vhodne prostredi a dava proud, clovek odebira proud a pecuje o system, jehoz je zampion soucasti. Stale to cele chapu jako symbiozu.

Odpovědět


Re: Re: pojmy

Milan Krnic,2018-11-11 06:34:11

doj mi 10.1021/acs.nanolett.8b02642
https://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/acs.nanolett.8b02642/suppl_file/nl8b02642_si_001.pdf
Figure S3 "schematic cross-sectional view" symbióza?
figure S7A "freshly plucked live mushroom"
Asi jako čerstvě zabitý živý králík z 3D klobouku.

Odpovědět


Publish or perish!

Josef Hrncirik,2018-11-11 22:04:40

S temným proudem z lysohlávek je to opět parazitismus.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace