ავსტრალიის მონაშის უნივერსიტეტის მკვლევრებმა აღმოაჩინეს ახალი ფერმენტი, რომელსაც შეუძლია გამოიყენოს ჰაერში არსებული წყალბადის მცირე რაოდენობა ენერგიის გამომუშავებისთვის. ეს პირველი ნაბიჯია ისეთი ტექნოლოგიებისკენ, რომლებიც პირდაპირი მნიშვნელობით ელექტროენერგიას ჰაერიდან გამოიმუშავებენ.

აღმოჩენა დიდ მნიშვნელობას იძენს, რადგან მსოფლიო ეძებს ინოვაციურ გზებს წიაღისეული საწვავებისგან თავის დასაღწევად.

მიუხედავად იმისა, რომ მზის და ქარის ენერგიების გამომუშავებელი ტექნოლოგიების მასშტაბირება ხდება, ისინი შეზღუდულია გარკვეული საკითხებით — მათ არ შეუძლიათ ენერგიის გამომუშავება მუდმივად ან მოთხოვნის შესაბამისად. ფერმენტზე დაფუძნებული ენერგიის გამომუშავების მოწყობილობა შეიძლება ჩართოთ და გამორთოთ სურვილისამებრ, ისევე როგორც ელექტროენერგიის გენერატორი.

სუფთა ენერგიის ახალი წყარო

მრავალი წლის განმავლობაში მკვლევრებმა იცოდნენ, რომ საკვები ნივთიერებებით ღარიბ რეგიონებში მცხოვრები ბაქტერიები ატმოსფეროდან წყალბადად გარდაიქმნება — როგორც ენერგიის წყარო. ეს დაფიქსირდა ექსტრემალურ გარემოში, როგორიცაა ანტარქტიდა, ვულკანური კრატერები და ოკეანეების სიღრმეები. თუმცა, ზუსტი მექანიზმი, თუ როგორ აღწევენ წყალბადში, ცნობილი არ იყო.

მონაშის უნივერსიტეტის ბიომედიცინის ინსტიტუტის მკვლევრებმა შემდეგ მიმართეს ნიადაგის საერთო ბაქტერიას, Mycobacterium smegmatis, რათა გამოეკვლიათ. შედეგად მათ ამოიღეს ფერმენტი სახელად Huc, რომელსაც წყალბადის გაზის ელექტროენერგიად გარდაქმნა შეუძლია.

შემდეგ მათ გამოიყენეს ყველაზე მოწინავე ტექნიკა, რათა გაეგოთ მეტი ფერმენტის სტრუქტურისა და ფუნქციის შესახებ. მეთოდები, როგორიცაა კრიო-ელექტრონული მიკროსკოპი (კრიო-EM) გამოიყენება ფერმენტის მოლეკულური სტრუქტურის დასადგენად, ხოლო ელექტროქიმია გამსადეგია იმის საჩვენებლად, რომ ფერმენტის გამოყენება შეიძლება მაშინაც, თუ ის ჰაერში სულ რაღაც 0,00005 პროცენტიანი კონცენტრაციითაა.

მკვლევრებმა ისიც დაადგინეს, რომ გაწმენდილი ფორმით, ფერმენტი ძალიან სტაბილური იყო და ექსტრემალურ ტემპერატურასაც გადაურჩა. ლაბორატორიები, როგორც წესი, ყინავენ ფერმენტებს -20 გრადუს ცელსიუსზე დაბალ ტემპერატურაზე მათი სტაბილურობის შესანარჩუნებლად. გაირკვა, რომ Huc ფერმენტს შეუძლია სტაბილური დარჩეს 80 გრადუს ცელსიუსის ტემპერატურაზეც და გამოიმუშაოს ელექტროენერგია, როცა წყალბადი ხელმისაწვდომია.

მკვლევრებმა ფერმენტს "ბუნებრივი ბატარეა" უწოდეს, რომელსაც წყალბადის გამოყენებით მდგრადი ელექტრული დენის გამომუშავება შეუძლია. ეს, სავარაუდოდ, გამოიწვევს მცირე ჰაერზე მომუშავე მოწყობილობების განვითარებას, რომლებიც გამოიმუშავებენ ელექტროენერგიას.

მიუხედავად იმისა, რომ ახალ ტექნოლოგიებს სჭირდება მრავალი ინოვაცია, სანამ მათ მასშტაბირება მოვახდენთ, Huc ფერმენტი გვხვდება ორგანიზმებში, რომლებიც უხვად არიან ნიადაგში. მეტიც, ისინი ასევე შეიძლება დიდი რაოდენობით გაიზარდოს სხვადასხვა მოწყობილობაზე ერთდროულად.

კვლევის შედეგები პირველად ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.