Dưới mặt đất và đáy đại dương là một mạng lưới tích điện được tạo ra bởi vi khuẩn Geobacter có khả năng “thở ra” các điện tử dư thừa thông qua các dây nano nhỏ trong môi trường thiếu oxy. 

Bằng cách xác định cơ chế của dòng điện tử, các nhà nghiên cứu của Đại học Yale đã khám phá cách cải thiện khả năng dẫn điện tự nhiên này trong các dây nano có chiều rộng bằng 1/100.000 đường kính của một sợi tóc người.

Được biết, nghiên cứu sinh Peter Dahl dẫn đầu cùng với Nikhil Malvankar, Trợ lý Giáo sư về Lý sinh phân tử và Hóa sinh tại Viện Khoa học Vi sinh vật, và Victor Batista, Giáo sư Hóa học là những người nghiên cứu ra khả năng di chuyển electron vượt trội trong dây nano của Geobacter

Nhiệt độ thấp có thể gia tăng tốc độ di chuyển các electron trong dây nano

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra việc làm mát môi trường xung quanh các dây nano của vi khuẩn Geobacter từ nhiệt độ phòng đến đóng băng sẽ làm tăng độ dẫn điện lên gấp 300 lần. Điều này tạo bất ngờ lớn cho các nhà nghiên cứu bởi nhiệt độ thấp thường làm đóng băng các electron và làm chúng chậm lại trong các vật liệu hữu cơ. 

Bằng cách kết hợp các thí nghiệm với lý thuyết, các nhà nghiên cứu phát hiện ra nhiệt độ lạnh hơn sẽ tái cấu trúc các liên kết hydro và làm phẳng các protein heme bên trong các dây nano, do đó làm tăng cường độ dòng điện.

Tận dụng lưới điện tự nhiên này, các nhà nghiên cứu hi vọng sẽ sớm phát triển các mạch điện sinh hoạt, các nguồn điện mới và các chiến lược xử lý sinh học.  

Nghiên cứu cũng có sự tham gia của các tác giả Sophia Yi, Yangqi Gu, Catharine Shipps, Jens Neu, Patrick O'Brien, Dennis Vu và Sibel Ebru Yalcin từ Phòng thí nghiệm Malvankar, và Atanu Acharya, Uriel Morzan, và Subhajyoti Chaudhuri từ Phòng thí nghiệm Batista.

Hải Yến