बिजली पैदा करने वाले बैक्टीरिया भविष्य के नवाचारों को शक्ति दे सकते हैं, देखें वीडियो

राइस यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने अपने निष्कर्षों का परीक्षण करने के लिए कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय सैन डिएगो में पाल्सन लैब के साथ भागीदारी की। उन्नत कंप्यूटर मॉडलिंग का उपयोग करते हुए, उन्होंने ऑक्सीजन रहित लेकिन प्रवाहकीय सतहों से भरपूर वातावरण में बैक्टीरिया के विकास का अनुकरण किया। इस मूलभूत खोज के दूरगामी व्यावहारिक निहितार्थ हैं।

अधिकांश आधुनिक जीव भोजन को चयापचय करने और ऊर्जा छोड़ने के लिए ऑक्सीजन पर निर्भर करते हैं। ऑक्सीजन ऊर्जा उत्पन्न करने वाली प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला में अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकारक के रूप में कार्य करता है। लेकिन बैक्टीरिया, जो मनुष्यों और पौधों जैसे आधुनिक जीवों से कहीं अधिक पुराने हैं, ने ऑक्सीजन से वंचित वातावरण में सांस लेने के अन्य तरीके विकसित किए हैं, जिसमें गहरे समुद्र के छिद्र और मानव आंत शामिल हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि कुछ बैक्टीरिया इलेक्ट्रॉनों को बाहरी सतहों पर स्थानांतरित करने के लिए नैफ्थोक्विनोन नामक प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले यौगिकों का उपयोग करते हैं। यह प्रक्रिया, जिसे बाह्यकोशिकीय श्वसन के रूप में जाना जाता है, बैटरी द्वारा विद्युत प्रवाह को डिस्चार्ज करने के तरीके की नकल करती है, जिससे बैक्टीरिया बिना ऑक्सीजन के पनप सकते हैं। वैज्ञानिकों ने लंबे समय से श्वसन के इस असामान्य तरीके को देखा है और इसे जैव प्रौद्योगिकी में एक ब्लैक बॉक्स के रूप में इस्तेमाल किया है। अब, राइस के नेतृत्व वाली टीम ने इसके तंत्र का पता लगाया है – एक ऐसी सफलता जो बताती है कि बाह्यकोशिकीय श्वसन प्रकृति में पहले की तुलना में कहीं अधिक सामान्य हो सकता है। राइस के डॉक्टरेट छात्र और अध्ययन के पहले लेखक बिकी बापी कुंडू ने कहा, श्वसन का यह नया खोजा गया तंत्र काम पूरा करने का एक सरल और सरल तरीका है।

राइस शोधकर्ताओं ने अपने निष्कर्षों का परीक्षण करने के लिए कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय सैन डिएगो में पाल्सन लैब के साथ भागीदारी की। उन्नत कंप्यूटर मॉडलिंग का उपयोग करते हुए, उन्होंने ऑक्सीजन रहित लेकिन प्रवाहकीय सतहों से भरपूर वातावरण में बैक्टीरिया के विकास का अनुकरण किया।

सिमुलेशन से पता चला कि बैक्टीरिया वास्तव में बाहरी रूप से इलेक्ट्रॉनों का निर्वहन करके खुद को बनाए रख सकते हैं। आगे के प्रयोगशाला परीक्षणों ने पुष्टि की कि प्रवाहकीय सामग्रियों पर रखे गए बैक्टीरिया बढ़ते रहे और बिजली उत्पन्न करते रहे, प्रभावी रूप से सतह के माध्यम से सांस लेते रहे।

इस अंतःविषय दृष्टिकोण ने बैक्टीरिया के चयापचय की बहुमुखी प्रतिभा की समझ को गहरा किया और इलेक्ट्रॉनिक रूप से बैक्टीरिया के व्यवहार की निगरानी और उसे प्रभावित करने के लिए एक वास्तविक समय विधि का खुलासा किया।

अपशिष्ट जल उपचार और जैव विनिर्माण जैसी जैव प्रौद्योगिकी प्रक्रियाओं को इलेक्ट्रॉन असंतुलन के बेहतर प्रबंधन के माध्यम से काफी सुधारा जा सकता है।

बिजली छोड़ने वाले बैक्टीरिया इन असंतुलनों को ठीक कर सकते हैं ताकि सिस्टम कुशलतापूर्वक चल सकें। यह प्रौद्योगिकी ऑक्सीजन से वंचित वातावरण में बायोइलेक्ट्रॉनिक सेंसर को भी सक्षम कर सकती है, जो चिकित्सा निदान, प्रदूषण निगरानी और गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए नए उपकरण प्रदान करती है।

राइस यूनिवर्सिटी की टीम ने एक नए और संभावित रूप से व्यापक अस्तित्व की रणनीति की ओर इशारा किया है, जो भविष्य की प्रौद्योगिकियों के लिए आधार तैयार करता है।