من يتخيل أنه أثناء دراسة باحثين لـ بكتيريا قريبة من المسؤولة عن مرض السل والجذام، يكتشفون إنزيما يمكنه أن يحول الهواء إلى كهرباء، فما تفاصيل الدراسة المثيرة؟.
وفقا لما ذكرته مجلة “لايف ساينس” العلمية أظهرت صورة بالمجهر الإلكتروني كيف يمكن استخدام الهيدروجين الجوي لتوليد تيار كهربائي، مما يمثل مصدر جديد ونظيف للطاقة.
إنزيم يحول الهواء لكهرباء
وأطلق الباحثون الأستراليين على الإنزيم المستخرج من بكتيريا “Mycobacterium smegmatis” والتي يمكنها البقاء حية في البيئات الفقيرة المغذيات اسم “Huc”.
وأوضح الباحثون أن Huc يمكنه تشغيل مجموعة من الأجهزة المحمولة الصغيرة باستخدام الهواء بما في ذلك أجهزة الاستشعار البيومترية، والشاشات البيئية، والساعات الرقمية، والآلات الحاسبة أو أجهزة الكمبيوتر البسيطة.
ونبه عالم الأحياء الدقيقة والمؤلف الرئيسي للدراسة في بجامعة موناش في أستراليا، ريس جرينتر لـ Live Science: “عندما نزود Huc بمزيد من الهيدروجين المركز فإنه ينتج المزيد من التيار الكهربائي مما يعني أنه يمكنك استخدامه في خلايا الوقود لتشغيل أجهزة أكثر تعقيدا، مثل الساعات الذكية، أو الهواتف الذكية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة الأكثر تعقيدا، وربما حتى السيارة”.
ولفت ريس جرينتر إلى أن بكتيريا M. smegmatis غير مُمْرِضة وسريعة النمو، كما تُستخدم غالبا في المختبر لدراسة بنية جدار الخلية لأقربائها المسببة لمرض السل والجذام، مؤكدا وجودها في التربة في جميع أنحاء العالم كما يمكن للميكروب أن يعيش في أصعب البيئات بما في ذلك تربة أنتاركتيكا، والحفر البركانية، وأعماق .
تفاصيل الدراسة المثيرة
وأشار عالم الأحياء الدقيقة إلى أنهم قاموا بعزل إنزيم Huc المسؤول عن العملية باستخدام كروماتوجرافيا، وهي تقنية معملية تمكن العلماء من فصل مكونات الخليط ثم دراسته باستخدام المجهر الإلكتروني بالتبريد، وهي تقنية فازت مبتكريها بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2017، كما رسم الباحثون الهيكل الذري للإنزيم والمسارات الكهربائية التي يستخدمها لحمل الإلكترونات بحيث تشكل تيارا.
وبين أنهم اكتشفوا في مركز إنزيم Huc هيكل يسمى “الموقع النشط” يحتوي على أيونات مشحونة من النيكل والحديد، والتي بمجرد دخول جزيئات الهيدروجين (المكونة من بروتونين وإلكترونين) إلى الموقع النشط ، فإنها تصبح محاصرة بين أيونات النيكل والحديد ويتم تجريدها من إلكتروناتها ثم يرسل الإنزيم هذه الإلكترونات على طول تيار متدفق لتوليد تيار.
وأفاد أنه يمكن تخزين إنزيم Huc المعزول لفترات طويلة حيث يبقي على قيد الحياة من التجمد أو التسخين حتى 176 درجة فهرنهايت (80 درجة مئوية) ؛ وأنه يمكن أن يستهلك الهيدروجين بتركيزات ضئيلة مثل 0.00005٪ من تلك الموجودة في الهواء الذي نتنفسه.
وأكمل أنه بسبب انتشار الميكروب في كل مكان وقدرته على النمو بسهولة، يمكن أن يصبح الإنزيم مصدر طاقة في البطاريات العضوية، مختتتما: “ستكون كمية الكهرباء التي يمكن توليدها من التركيزات المنخفضة للهيدروجين في الهواء متواضعة، لكنه مستدام من الطاقة.
