La lumière accélère la conductivité dans le "réseau électrique" de la nature
"C'est une forme de photosynthèse complètement différente".
Le monde naturel possède son propre réseau électrique intrinsèque, composé d'une toile globale de minuscules nanofils générés par des bactéries dans le sol et les océans, qui "respirent" en expirant des électrons en excès.
Bactéries produisant des nanofils constitués de cytochrome OmcS.
Ella Maru Studio
Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l'université de Yale ont découvert que la lumière est un allié surprenant pour favoriser cette activité électronique au sein des bactéries du biofilm. En exposant à la lumière les nanofils produits par les bactéries, ils ont constaté que la conductivité électrique pouvait être multipliée par 100.
Ces résultats ont été publiés le 7 septembre dans la revue Nature Communications,
"Les augmentations spectaculaires du courant dans les nanofils exposés à la lumière montrent un photocourant stable et robuste qui persiste pendant des heures", a déclaré l'auteur principal Nikhil Malvankar, professeur associé de biophysique moléculaire et de biochimie (MBB) au Microbial Sciences Institute de Yale, sur le campus Ouest de Yale.
Les résultats pourraient apporter de nouvelles idées aux scientifiques qui cherchent des moyens d'exploiter ce courant électrique caché à des fins diverses, qu'il s'agisse d'éliminer les déchets biologiques dangereux ou de créer de nouvelles sources de carburant renouvelables.
Presque tous les êtres vivants respirent de l'oxygène pour se débarrasser des électrons en excès lors de la conversion des nutriments en énergie. Cependant, sans accès à l'oxygène, les bactéries du sol vivant dans les profondeurs des océans ou enfouies sous terre depuis des milliards d'années ont développé un moyen de respirer en "respirant des minéraux", comme en faisant de l'apnée, à travers de minuscules filaments de protéines appelés nanofils.
Lorsque les bactéries ont été exposées à la lumière, l'augmentation du courant électrique a surpris les chercheurs car la plupart des bactéries testées existent dans les profondeurs du sol, loin de la portée de la lumière. Des études antérieures avaient montré que lorsqu'elles étaient exposées à la lumière, les bactéries productrices de nanofils se développaient plus rapidement.
"Personne ne savait comment cela se produit", a déclaré Malvankar.
Dans la nouvelle étude, une équipe de Yale dirigée par le chercheur postdoctoral Jens Neu et l'étudiante diplômée Catharine Shipps a conclu qu'une protéine contenant du métal, connue sous le nom de cytochrome OmcS - qui compose les nanofils bactériens - agit comme un photoconducteur naturel : les nanofils facilitent grandement le transfert d'électrons lorsque les biofilms sont exposés à la lumière.
"Il s'agit d'une forme complètement différente de photosynthèse", a déclaré Malvankar. "Ici, la lumière accélère la respiration des bactéries grâce au transfert rapide des électrons entre les nanofils."
Le laboratoire de Malvankar étudie comment cette connaissance de la conductivité électrique des bactéries pourrait être utilisée pour stimuler la croissance de l'optoélectronique - un sous-domaine de la photonique qui étudie les dispositifs et les systèmes qui trouvent et contrôlent la lumière - et capturer le méthane, un gaz à effet de serre connu pour être un contributeur important au changement climatique mondial.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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