Бактерии кишечной палочки для производства электроэнергии

17.09.2023

Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Лозанны (EPFL) совершили значительный прорыв, создав искусственно модифицированный штамм кишечной палочки, который способен производить электроэнергию из сточных вод пивоваренных заводов. Этот штамм превзошел по эффективности даже новейшие биоинженерные разработки в этой области.

Для увеличения электроактивности кишечной палочки в процессе производства электроэнергии, исследователи внесли изменения в ее геном, интегрировав в него инструкции для создания белковых комплексов, аналогичных тем, которые обнаружены у бактерии Shewanella oneidensis. Эта последняя славится своей способностью генерировать электрический поток при окислении металлов, что может быть использовано, например, для обнаружения токсичных металлов, включая мышьяк.

Инженеры успешно интегрировали в кишечную палочку все компоненты электрического пути S. oneidensis, что привело к увеличению эффективности в два раза по сравнению с ранее созданными биоинженерными штаммами, которые лишь частично воспроизводили этот путь.

Однако остается вопрос о том, способны ли эти бактерии работать в реальных промышленных условиях, а не только в лаборатории. Первоначальные исследования включали в себя анализ возможности использования водорослей для очистки сточных вод пивоваренных заводов. Поскольку такие заводы вынуждены обрабатывать воду, содержащую остатки сахаров, крахмала, спирта и дрожжей, она требует очистки перед сбросом в окружающую среду, чтобы избежать нежелательной активации микроорганизмов.

Команда исследователей протестировала свою систему, использующую измененные кишечные палочки E. coli, на сточных водах, собранных в местной пивоварне в Лозанне, Швейцария. Модифицированные бактерии успешно обработали сточные воды за 50 часов.

Таким образом, созданная искусственно кишечная палочка оказалась гораздо более эффективной в очистке промышленных сточных вод, даже несмотря на то, что ее способность генерировать электроэнергию все еще немного уступает S. oneidensis, как утверждают ученые.

<< Назад: TWS-наушники Huawei FreeBuds Pro 3 18.09.2023

>> Вперед: Умная подушка Nitetronic F1 17.09.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Вода из воздуха 29.06.2021 В регионах планеты с дефицитом питьевой воды приходится опреснять морскую. На это уходит много энергии, а в более отдаленных от океана районах нет и такой возможности. Решением проблемы может стать конденсация водяного пара из атмосферы. Идея не нова, однако существовавшие до этого "пассивные" технологии, учитывающие естественные перепады температуры, нельзя применять в светлое время суток. Для сбора росы используют, например, фольгу, которая днем нагревается. Ученые из ETH Zurich разработали технологию, которая позволяет добывать воду круглые сутки, даже под палящим солнцем. Кроме того, она вообще не требует затрат энергии. Устройство состоит из конусообразного щита и стеклянной панели со специальным покрытием, которое отражает солнечные лучи и отводит тепло. Таким образом прибор охлаждается до 15 градусов Цельсия ниже температуры окружающей среды. Внутри воронки водяной пар превращается в воду. Процесс напоминает то, как зимой конденсат появляется на плохо изолированных окнах. Другие технологии обычно требуют, чтобы конденсированная вода была стерта с поверхности - то есть очередных затрат энергии. Без этого этапа значительная часть конденсированной воды прилипала бы к поверхности и оставалась непригодной для использования. Исследователи ETH Zurich нанесли супер-водоотталкивающее покрытие из специально разработанного полимера на нижнюю сторону стекла - и конденсированная вода стала собираться в шарики и стекать (а точнее, "спрыгивать") сама по себе. Устройство как минимум вдвое превосходит "пассивные" технологии с использованием фольги по количеству производимой воды. Пилотный аппарат с воронкой диаметром 10 сантиметров произвел за день 4,6 миллилитров воды. Больший размер стекла - больше воды соответственно. При идеальных условиях ученые могли бы собирать до 0,53 децилитра воды на квадратный метр поверхности стекла в час. "Это близко к теоретическому максимальному значению 0,6 децилитра в час, которое физически невозможно превысить", - рассказал Айван Хехлер, докторант из группы Димоса Поуликакоса, профессора термодинамики в Цюрихском университете.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026