Projekt 4. - Institut for Matematik og Datalogi - Syddansk Universitet
Projekt 4. - Institut for Matematik og Datalogi - Syddansk Universitet
Projekt 4. - Institut for Matematik og Datalogi - Syddansk Universitet
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />
<strong>Projekt</strong> 5. Bakterier laver strøm<br />
Vejleder: Bo Thamdrup, bot@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />
<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />
Praktisk del: Ja<br />
Gruppeplacering: Biblioteket<br />
Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />
Kommentarer: Ingen<br />
Keywords:<br />
mikrobiol<strong>og</strong>i, energi, redox-processer, nanowires, elektricitet<br />
Abstract<br />
Bakterier kan producere elektrisk strøm <strong>og</strong> danne mikroskopiske ledninger kaldet nanowires.<br />
Disse to opdagelser, som er opdaget inden<strong>for</strong> de seneste fem år, har lagt grundlaget <strong>for</strong> et helt nyt<br />
<strong>for</strong>skningsfelt på grænsen mellem biol<strong>og</strong>i, molekylærbiol<strong>og</strong>i, fysik <strong>og</strong> kemi. Strømproduktionen<br />
sker i <strong>for</strong>bindelse med bakteriernes <strong>for</strong>brænding af organisk materiale (”mad”). I stedet <strong>for</strong> at<br />
bruge ilt, som vi gør det, kan bakterierne overføre elektroner til en elektrode <strong>og</strong> derved drive et<br />
elektrisk kredsløb. Man kan f.eks. udnytte denne evne ved at placere en elektrode i et iltfrit miljø,<br />
hvor bakterier er aktive i nedbrydning af organisk materiale, f.eks. i havbundens mudder eller i<br />
spildevandsslam. Elektroden <strong>for</strong>bindes til en anden elektrode placeret i det overliggende iltholdige<br />
vand, <strong>og</strong> man har nu et ”bakterielt batteri”, der kan drive små elektriske apparater. Overførslen<br />
af strøm fra bakteriecellen til elektroden kan ske gennem de bakterielle nanowires, der <strong>og</strong>så<br />
kan fungere som elektrisk <strong>for</strong>bindelse imellem bakterier, eller mellem bakterier <strong>og</strong> mineralkorn,<br />
der fungerer som halvledere. På den måde kan der dannes elektriske netværk, med transport af<br />
elektroner over flere cm. Den bakterielle produktion <strong>og</strong> transport af strøm åbner<br />
<strong>Projekt</strong>et går ud på at konstruere bakterielle batterier <strong>og</strong> undersøge potentialet <strong>for</strong> strømproduktion.<br />
Ved at sammenligne <strong>for</strong>skellige typer substrat (som f.eks. havbundsmudder eller slam) <strong>og</strong><br />
lave manipulationer som tilsætning af ekstra føde til bakterierne eller ændring af temperaturen,<br />
kan man undersøge hvilke faktorer, der regulerer effektiviteten. Ved hjælp af mikrosensorer kan<br />
man desuden undersøge strømtransporten i batteriet <strong>og</strong> belyse effektiviteten i overførselen af<br />
strøm til elektroden – batteriets indre modstand. På dette grundlag kan man vurdere mulighederne<br />
<strong>for</strong> at udvikle batterier, der kan bruges i praksis, <strong>og</strong> måske komme med ideer til andre anvendelser<br />
af bakteriernes evner.<br />
Minikurser<br />
Obligatorisk: <strong>Projekt</strong>arbejde (Microsoft, Nat).<br />
Anbefalede: Ingen<br />
Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />
M. Buckley, J. Wall: Microbial Energy Conversion. ASM Colloquium Report, 2006<br />
D.R. Lovley: Bug juice: harvesting electricity with microorganisms. Nature Reviews Microbiol<strong>og</strong>y,<br />
4: 497-508, 2006.<br />
www-ressourcer:<br />
www.geobacter.org/research/microbial/<br />
www.geobacter.org/research/nanowires/<br />
www.microbialfuelcell.org/<br />
7
Change language