Levande elektroder ger 20 gånger starkare signaler

Hemligheten till fyndet är en film med en inbäddad bakterie, Shewanella oneidensis. En forskargrupp vid Linköpings universitet har, tillsammans med kollegor vid Lawrence Berkeley National Laboratory i Berkeley, Kalifornien, tagit fram en metod där de bäddar in den elektroaktiva bakterien Shewanella oneidensis i PEDOT:PSS, ett elektriskt ledande polymermaterial, på ett substrat av kolfilt. Det framkommer av ett pressmeddelande från Linköpings universitet. Forskarna kallar resultatet en flerlagers ledande bakterie-kompositfilm, multilayer conductive bacterial-composite film (MCBF). En mikroskopisk analys av filmen visar en sammanflätad struktur av bakterier och ledande polymerer som kan vara upp till 80 µm tjock, betydligt tjockare än vad som är möjligt med andra tekniker. – Våra experiment visar att över 90 procent av bakterierna är livskraftiga och att bakterie-kompositfilmen, MCBF, ökar flödet av elektroner till den externa kretsen. När filmen används som anod i en biokemisk bränslecell blir strömstyrkan 20 gånger så hög som med anoder i andra material, och den förblir hög i alla fall i flera dagar, säger Gábor Méhes, forskare vid Linköpings universitet och en av författarna till den vetenskapliga artikel som nyligen publicerats i Scientific Reports, i ett pressmeddelande. Tidigare forskning har bland annat testat kolnanorör för att öka ytan vid anoden, men utan att få samma goda resultat. Möjligheten att kunna koppla biologiska processer till avläsningsbara elektriska signaler är värdefullt för exempelvis miljösensorer eftersom det krävs snabb svarstid, låg energikonsumtion och möjlighet att lägga in en stor mängd olika receptorer. Nyligen har forskare bland annat demonstrerat hur Shewanella Oneidensis producerar elektrisk ström som svar på arsenik, arabinos (socker) eller organiska syror. – Vi presenterar här en typ av "levande elektrod" där elektrodmaterialet och bakterierna sammanfogas till en enda elektronisk biofilm. Allt eftersom våra kunskaper ökar om den viktiga roll som bakterier spelar för vår egen hälsa och välbefinnande kommer det sannolikt att utvecklas nya typer av levande elektroder. Det ger oss mångsidiga och anpassningsbara verktyg för att utveckla nya former av bioelektronisk teknik och terapier, säger Daniel Simon, forskningsledare inom organisk bioelektronik vid Laboratoriet för organisk elektronik.