ค้นพบเอนไซม์ที่สามารถเปลี่ยนอากาศเป็นพลังงาน
รู้จักกันมานานแล้วว่าญาติของแบคทีเรียวัณโรคสามารถเปลี่ยนไฮโดรเจนจากอากาศเป็นไฟฟ้าได้ ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีการ
ภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดของแบคทีเรียที่สามารถใช้ไฮโดรเจนในชั้นบรรยากาศเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดของแบคทีเรียที่สามารถใช้ไฮโดรเจนในชั้นบรรยากาศเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า (เครดิตรูปภาพ: Science Photo Library/Alamy Stock Photo)
นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาลูกพี่ลูกน้องของแบคทีเรียที่เป็นต้นเหตุของวัณโรคและโรคเรื้อนได้ค้นพบเอนไซม์ที่เปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นไฟฟ้า และพวกเขาคิดว่ามันสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างแหล่งพลังงานใหม่ที่สะอาดอย่างแท้จริงจากอากาศที่เบาบางเอนไซม์นี้ซึ่งมีชื่อว่า Huc ถูกใช้โดยแบคทีเรียMycobacterium smegmatisเพื่อดึงพลังงานจากไฮโดรเจนในชั้นบรรยากาศ ทำให้มันอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและขาดสารอาหาร
ตอนนี้โดยการสกัดและศึกษาเอนไซม์ นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาพบแหล่งพลังงานใหม่ที่สามารถนำมาใช้เป็นพลังงานให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าพกพาขนาดเล็กได้หลายชนิด พวกเขาเผยแพร่ผลการค้นพบของพวกเขาในวันที่ 8 มีนาคมในวารสารNature(เปิดในแท็บใหม่).ลิงค์ผู้สนับสนุนเทรดทองCFDsกับทุกคนจะเป็นอย่างไร| เปิดบัญชีวันนี้ตลาดไอซีที่เกี่ยวข้อง: นักวิทยาศาสตร์พบ ‘โมเลกุลลับ’ ที่ช่วยให้แบคทีเรียสามารถหายใจออกด้วยไฟฟ้าได้
วิดีโอแนะนำสำหรับคุณ…”เราคิดว่าแหล่งพลังงานที่มี Huc สามารถจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์พกพาขนาดเล็กได้หลากหลายประเภทโดยใช้อากาศ รวมถึงเซ็นเซอร์ไบโอเมตริก จอภาพสิ่งแวดล้อม นาฬิกาดิจิตอล และเครื่องคิดเลขหรือคอมพิวเตอร์ทั่วไป” Rhys Griinter ผู้เขียนนำ(เปิดในแท็บใหม่)นักจุลชีววิทยาแห่งมหาวิทยาลัย Monash ในออสเตรเลีย กล่าวกับ Live Science ทางอีเมล
“เมื่อคุณให้ไฮโดรเจนที่มีความเข้มข้นมากขึ้นแก่ Huc ก็จะสร้างกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น” เขากล่าว “ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถใช้มันในเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น สมาร์ทวอทช์หรือสมาร์ทโฟน คอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนแบบพกพาได้มากขึ้น และอาจเป็นไปได้แม้กระทั่งรถยนต์”
M. smegmatisเป็นแบคทีเรียที่ไม่ก่อให้เกิดโรคและเติบโตอย่างรวดเร็ว มักใช้ในห้องทดลองเพื่อศึกษาโครงสร้างผนังเซลล์ของเชื้อMycobacterium tuberculosis ซึ่งเป็น ญาติ ใกล้ชิดที่ก่อให้เกิดโรค พบได้ทั่วไปในดินทั่วโลกM. smegmatisเป็นที่รู้จักกันมานานแล้วในการเปลี่ยนไฮโดรเจนในอากาศให้เป็นพลังงาน ด้วยวิธีนี้ จุลินทรีย์สามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบากที่สุด ซึ่งรวมถึงดินในแอนตาร์กติก ปล่องภูเขาไฟ และมหาสมุทรลึก ซึ่งสามารถหาเชื้อเพลิงอื่นได้เพียงเล็กน้อย นักวิจัยกล่าวแต่จนถึงตอนนี้ วิธีที่M. smegmatisทำสิ่งนี้ยังเป็นปริศนาที่แพร่หลาย
เพื่อตรวจสอบคุณสมบัติทางเคมีที่อยู่เบื้องหลัง ความสามารถอันน่าตกใจ ของ M. smegmatisนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการแยกเอนไซม์ Huc ที่รับผิดชอบในกระบวนการนี้โดยใช้โครมาโตกราฟี ซึ่งเป็นเทคนิคในห้องปฏิบัติการที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถแยกส่วนประกอบของสารผสมได้ จากนั้น พวกเขาตรวจสอบโครงสร้างอะตอมของเอนไซม์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบเย็น ซึ่งเป็นเทคนิคที่ได้รับ รางวัลโนเบล สาขาเคมีประจำปี 2560 แก่ ผู้คิดค้น ด้วยการฉายแสงอิเล็กตรอนไปยังตัวอย่างแช่แข็งของ Huc ซึ่งรวบรวมจากM. smegmatisนักวิจัยได้จัดทำแผนที่โครงสร้างอะตอมของเอนไซม์และเส้นทางไฟฟ้าที่ใช้เพื่อนำอิเล็กตรอนเพื่อสร้างกระแส
