小细菌大本领:吃污染还会放电

去年八月,一个科学家团队深入黄石国家公园的荒野,探寻生命的存在。在Heart Lake Geyser Basin地区,该团队发现了四个未被开发的热水池。他们小心翼翼地将几个电极插入靠近岸边的水中,希望以此捕捉到新生物的痕迹。

32天后,团队返回温泉收集浸没在热水池中的电极。随后,华盛顿州立大学(WSU)研究生Abdelrhman Mohamed和博士后研究员Phuc Ha对电极进行了分析。幸运的是,他们成功地发现了一种通过电极的固态碳表面“呼吸”电流的嗜热菌。“这种细菌是第一次在像碱性温泉这样的极端环境中被原位收集到的,”Mohamed说。他补充到,温泉的温度范围从大约40°C到接近95°C。

这些微小的生物不仅仅是学术研究的宠儿,也可能成为解决人类所面临的环境污染和可持续能源等挑战的关键。这种细菌可以“吃掉”污染物,将有毒污染物转化为危害较小的物质并同时产生电流。“当这些细菌将电子传递到金属或其他固体表面时,它们产生的电流可以供给低功率器件运行,”华盛顿州立大学教授Haluk Beyenal说。

大多数生物体依靠复杂的化学反应链中的电子转移来产生机体所需的能量,每个生物都需要电子的输入和输出来维系生命。正如人类从食物中的糖中获取电子并将之传递到我们肺部吸入的氧气中,许多细菌利用其毛发般的突出状电线将电子转移到外部金属或矿物质中。

在长达32天的时间里,为了在这样的极端环境中收集到细菌,Mohamed发明了一种廉价的便携式恒电位仪,这种电子设备可以长时间地对浸没在温泉中的电极进行控制。“自然界温泉的地热环境条件很难复制到实验室中,”Beyenal说道,“因此,我们制定了这样一种新策略,从而在自然环境中收集到嗜热菌。”

虽然这不是科学家们第一次使用细菌产生能量,但这是一种具有前景的新方法。该团队正在与蒙大拿州立大学的同事们合作,将继续他们的研究。

 

新闻原文:https://www.advancedsciencenews.com/bacteria-eat-pollutants-and-breathe-electricity/

译者:刘津舟,材料科学与工程专业,上海科技大学大四本科生。