Sélectionner une page

Placer des bactéries dans un habitat à forte densité pour produire de l’électricité

9 Mar 2022 | 0 commentaires

cyanobactérie électricité 1 22

Des scientifiques étudient depuis longtemps les capacités des bactéries photosynthétiques qui transforment la lumière du soleil, le dioxyde de carbone et l’eau en énergie. En donnant à ces communautés un habitat comparable à une tour d’habitation, une équipe a innové dans ce domaine. Ces minuscules grilles de « nano-logement » créent l’environnement idéal non seulement pour favoriser la croissance rapide de ces bactéries, mais aussi pour porter leur potentiel de collecte d’énergie à de nouveaux sommets.

Image d’entête : le nouveau type d’électrode imprimée en 3D agissant comme un ensemble de minuscules gratte-ciel pour stimuler la bioénergie produite par les bactéries photosynthétiques. (Gabriella Bocchetti/ Université de Cambridge)

Également connues sous le nom de cyanobactéries, ces bactéries photosynthétiques se trouvent dans tous les types d’eau, où elles utilisent la lumière du soleil pour fabriquer leur propre nourriture. Leur compétence naturelle dans cette tâche a inspiré de nombreuses pistes de recherche prometteuses dans le domaine des énergies renouvelables, depuis les champignons bioniques qui produisent de l’électricité jusqu’aux bioréacteurs alimentés par des algues qui absorbent le dioxyde de carbone, en passant par des solutions autonomes qui offrent un modèle pour les systèmes commerciaux de photosynthèse artificielle.

Les cyanobactéries prospèrent dans des environnements tels que la surface des lacs, car elles ont besoin de beaucoup de lumière solaire pour se développer. Une équipe de l’université de Cambridge a fait une percée en expérimentant des moyens de mieux satisfaire ces besoins. L’équipe a également tenu compte du fait que, pour recueillir l’énergie qu’elles produisent par photosynthèse, les bactéries doivent être fixées à des électrodes. En créant des électrodes qui favorisent également la croissance des bactéries, les scientifiques tentent de faire d’une pierre deux coups.

Selon la Dr Jenny Zhang, qui a dirigé les recherches :

Il y a eu un goulot d’étranglement en termes de quantité d’énergie que l’on peut réellement extraire des systèmes photosynthétiques, mais personne n’a compris où se trouvait ce goulot. La plupart des scientifiques supposaient qu’il se trouvait du côté biologique, dans les bactéries, mais nous avons découvert qu’un goulot d’étranglement important se trouvait en fait du côté des matériaux.

L’équipe a utilisé l’impression 3D pour produire des électrodes composées de nanoparticules d’oxyde métallique, qui ont été disposées en ensembles de piliers très denses, comme une ville minuscule. Cette ville a accueilli les cyanobactéries, qui ont ensuite produit de l’électricité avec une grande efficacité. À tel point que le système a augmenté la quantité d’énergie pouvant être extraite des cyanobactéries de « plus d’un ordre de grandeur. »

Toujours selon Zhang :

J’ai été surpris que nous ayons pu atteindre les chiffres que nous avons obtenus. Des chiffres similaires ont été prédits pendant de nombreuses années, mais c’est la première fois que ces résultats ont été démontrés expérimentalement. Les cyanobactéries sont des usines chimiques polyvalentes. Notre approche nous permet d’exploiter leur voie de conversion de l’énergie à un stade précoce, ce qui nous aide à comprendre comment elles effectuent la conversion de l’énergie, afin que nous puissions utiliser leurs voies naturelles pour la production de carburants renouvelables ou de produits chimiques.

Gros plan sur la grille bactérienne. La structure recueille les « électrons résiduels » des cyanobactéries qui réalisent la photosynthèse. (Gabriella Bocchetti/ Université of Cambridge)

cyanobactérie électricité 2 22

Un autre point fort de l’approche est que la technique d’impression peut être adaptée pour produire des structures de différentes hauteurs et échelles, ce qui signifie que les minuscules villes peuvent être adaptées pour potentiellement convenir à une gamme d’applications. L’étude ne se contente donc pas de montrer comment l’énergie de cette forme de photosynthèse pourrait être mieux captée, mais ouvre de nouvelles possibilités en matière de conception d’électrodes.

Les électrodes ont d’excellentes propriétés de manipulation de la lumière, comme un appartement en hauteur avec beaucoup de fenêtres. Les cyanobactéries ont besoin de quelque chose auquel elles peuvent s’attacher et former une communauté avec leurs voisins. Nos électrodes permettent un équilibre entre beaucoup de surface et beaucoup de lumière, comme un gratte-ciel en verre.

L’étude publiée dans Nature Materials : 3D-printed hierarchical pillar array electrodes for high-performance semi-artificial photosynthesis et présentée sur le site de l’Université of Cambridge: Tiny ‘skyscrapers’ help bacteria convert sunlight into electricity.

Il n’y a aucune publicité sur GuruMeditation et le Guru ne compte que sur la reconnaissance de ses lecteurs/ lectrices. 

Merci pour votre aide !

Un orang-outan est le premier non-humain à soigner des blessures à l’aide d’une plante médicinale

]Un orang-outan sauvage mâle de Sumatra a été observé en train d’appliquer les feuilles mâchées d’une plante aux propriétés médicinales connues sur une plaie de sa joue. Il s’agirait du premier cas documenté de traitement actif d’une plaie par un animal sauvage à l’aide d’une substance végétale biologiquement active connue.

Les chercheurs ont observé l’orang-outan, qu’ils ont baptisé Rakus, en juin 2022 dans la zone de recherche de Suaq Balimbing, dans le parc national de…

Des chercheurs reconstituent le visage d’une Néandertalienne à partir d’un crâne écrasé vieux de 75 000 ans

Une équipe de paléo-archéologues est présentée dans un nouveau documentaire dans lequel ces experts ont reconstitué le visage d’une femme néandertalienne ayant vécu il y a 75 000 ans.

Le crâne, écrasé en centaines de fragments probablement par un éboulement après la mort, a été déterré en 2018 dans la grotte de Shanidar, au Kurdistan irakien. Baptisés Shanidar Z, les restes du Néandertalien sont peut-être la partie supérieure d’un squelette découvert dans…

Des scientifiques créent des cerveaux hybrides souris-rat avec des neurones des deux espèces

Des chercheurs américains ont utilisé une technique spéciale pour éliminer les neurones de souris en développement, qu’ils ont remplacés par des cellules souches de rat. Ces cellules se sont transformées en neurones de rat dans le cerveau de la souris, qui est AINSI devenu un cerveau hybride. Chose remarquable, les rongeurs modifiés sont en bonne santé et se comportent normalement, ce qui est très prometteur pour les thérapies régénératives neuronales.

Les recherches ont été menées par deux équipes indépendantes, qui ont publié leurs résultats…

La vie s’est épanouie alors que le champ magnétique de la Terre a failli disparaître il y a 590 millions d’années

Le champ magnétique terrestre a failli s’effondrer il y a quelque 590 millions d’années, exposant vraisemblablement la vie à la surface de la planète à un risque d’augmentation du rayonnement cosmique.

Selon de nouvelles recherches, l’affaiblissement temporaire du bouclier magnétique aurait pu être tout sauf une catastrophe biologique. En fait, il pourrait avoir augmenté les niveaux d’oxygène, créant ainsi les conditions idéales pour l’épanouissement des premières formes de vie…

Les “rayures de tigre” de la lune de Saturne, Encelade, sont liées à ses spectaculaires geysers

Les mouvements des lignes de faille de la croûte gelée d’Encelade, une des lunes de Saturne, pourraient être à l’origine des panaches de matière glacée qui s’échappent du ventre aqueux de la lune, selon une équipe de chercheurs qui a récemment modélisé ces mouvements.

L’étude de l’équipe s’est concentrée sur les “rayures de tigre” d’Encelade, de longues fissures situées principalement dans les parties méridionales de la lune, que certains pensent avoir été causées par un ancien impact. D’autres chercheurs ont…

Plus de 90 % des oiseaux polaires sont contaminés par des microplastiques

Le plastique est pratiquement partout sur Terre. De la plus haute montagne aux plus grandes profondeurs des océans, des régions polaires à l’intérieur de notre corps, il n’y a plus moyen d’y échapper. Bien que la pollution plastique soit loin d’être un nouveau problème, l’ampleur de la pollution par les microplastiques n’est apparue que récemment.

La pollution plastique est généralement divisée en macroplastiques (>5 cm), microplastiques (0,1 µm-5 mm) et nanoplastiques (<0,1 µm). Plus le plastique est...

Des scientifiques trouvent un moyen de convertir les groupes sanguins et de les rendre mutuellement compatibles pour la transfusion

Les transfusions sanguines sauvent souvent la vie des patients qui ont désespérément besoin de remplacer leur sang perdu à la suite d’une intervention chirurgicale ou d’une blessure. Le problème est que les réserves de sang sont faibles dans le monde entier. Pour ne rien arranger, il existe plusieurs groupes sanguins, dont certains sont incompatibles. Par exemple, si votre groupe sanguin est O négatif, vous ne pouvez recevoir que du sang de type O négatif…

Le plus haut observatoire du monde entre en fonction au Chili

Pour le Livre Guinness des records, l’Observatoire d’Atacama de l’Université de Tokyo (TAO) est l’observatoire astronomique le plus haut du monde.

Le TAO se trouve à une altitude de 5 640 mètres au sommet d’une montagne dans le désert d’Atacama, au nord du Chili. Le télescope de 6,5 m optimisé pour les infrarouges est enfin opérationnel après 26 ans de planification et de construction…

La voile solaire avancée de la NASA s’est déployée sans encombre dans l’espace

La NASA a lancé son système de voile solaire composite avancé (Advanced Solar Sail) à bord d’une fusée Electron de RocketLab, déployant ainsi une voile de 9 mètres en orbite terrestre basse…

Des millions de joueurs du jeu vidéo Borderlands 3 font avancer la recherche biomédicale

Plus de 4 millions de joueurs jouant à un mini-jeu de science citoyenne dans le jeu vidéo Borderlands 3 ont aidé à reconstituer l’histoire de l’évolution microbienne des bactéries de l’intestin humain…

La vieille sonde Voyager 1 de la NASA rétablit la transmission de ses données après 5 mois de charabia

La sonde Voyager 1 a renvoyé des données exploitables pour la première fois depuis plus de 5 mois, ce qui laisse espérer que la mission, vieille de 46 ans, pourra enfin reprendre ses activités normales.

La sonde interstellaire préférée de la NASA a transmis samedi au centre de contrôle de la mission des données sur la santé et l’état de ses systèmes embarqués…

Photos : Lorsque deux satellites dans des directions opposées se croisent dans l’espace à 10 000 km/h

La sonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA a pris une photo parfaitement synchronisée lorsqu’elle a croisé le chemin d’un autre engin spatial en orbite autour de la lune.

La sonde LRO, qui est en orbite autour de la lune depuis 15 ans, a pris plusieurs images de l’orbiteur lunaire Danuri de l’Institut de recherche aérospatiale de Corée, alors que les deux engins spatiaux, voyageant sur des orbites presque parallèles, se sont croisés dans des directions opposées au cours de trois orbites entre le 5 et le 6 mars…

Le professeur physicien Peter Higgs, célèbre pour avoir prédit l’existence du boson de Higgs, meurt à l’âge de 94 ans

Le professeur Peter Higgs, lauréat du prix Nobel, physicien théoricien britannique célèbre pour avoir prédit l’existence d’une nouvelle particule, le boson de Higgs, est décédé lundi 8 avril. L’université d’Édimbourg, où Higgs était professeur émérite, a annoncé mardi qu’il était « décédé paisiblement chez lui … à la suite d’une courte maladie ».

Les bosons de Higgs sont l’excitation quantique du champ de Higgs, un champ qui remplit tout l’univers et qui interagit avec les particules…

Voyager 1 : Les ingénieurs de la NASA ont repéré la puce défectueuse qui pourrait permettre de réparer l’ordinateur de la plus vieille sonde spatiale

L’une des plus anciennes (47 ans) et des plus lointaines sondes envoyées dans l’espace par l’humain, la sonde Voyager 1 souffre d’une importante défaillance qui l’empêche de transmettre des données scientifiques ou techniques vers la Terre. Les ingénieurs de la NASA ont réduit le problème de la sonde Voyager 1 à une seule puce défectueuse. Il pourrait désormais être possible de contourner la mémoire corrompue et de remettre la sonde interstellaire en état de marche…

Pin It on Pinterest

Share This