นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยไรซ์ค้นพบ “กลยุทธ์การเอาตัวรอด” ของแบคทีเรีย ที่ไม่เพียงแค่หายใจโดยไม่ใช้ออกซิเจน แต่ยังสร้างกระแสไฟฟ้าได้ด้วยตัวเอง เปิดทางสู่เทคโนโลยีใหม่ทั้งด้านพลังงานสะอาด เซ็นเซอร์ชีวภาพ และการสำรวจอวกาศ
Bacteria “หายใจด้วยไฟฟ้า” โดยแทนที่จะใช้ออกซิเจนเพื่อปลดปล่อยพลังงาน
ในธรรมชาติที่ไร้ออกซิเจนลึกลงไปใต้ทะเลหรือแม้แต่ในลำไส้มนุษย์ แบคทีเรีย (Bacteria) บางชนิดสามารถ “หายใจด้วยไฟฟ้า” โดยแทนที่จะใช้ออกซิเจนเพื่อปลดปล่อยพลังงาน แบคทีเรียเหล่านี้กลับปล่อยอิเล็กตรอนออกสู่ภายนอก และใช้พื้นผิวที่นำไฟฟ้าเป็นเสมือน “ทางระบายลมหายใจ” แทน
ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยไรซ์ ประเทศสหรัฐอเมริกา นำโดยศาสตราจารย์ แคโรไลน์ อาโจ-แฟรงคลิน และนักวิจัยปริญญาเอก บีกิ บาปิ คุนดู ค้นพบว่า แบคทีเรียใช้สารชื่อ แนฟโทควิโนน (Naphthoquinones) เป็นตัวกลางในการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนออกจากเซลล์ ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า Extracellular Respiration หรือการหายใจนอกเซลล์
“กระบวนการนี้ทำให้แบคทีเรียสร้างพลังงานได้แม้ไม่มีออกซิเจน และยังสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้เหมือนแบตเตอรี่ขนาดจิ๋ว” – บีกิ บาปิ คุนดู
ทีมนักวิจัยยังได้ร่วมมือกับห้องทดลองจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก สร้างแบบจำลองพฤติกรรมแบคทีเรียในสภาพแวดล้อมไร้ออกซิเจน แต่มีพื้นผิวที่นำไฟฟ้า ผลลัพธ์ยืนยันว่าแบคทีเรียสามารถอยู่รอดและผลิตพลังงานได้ โดยการถ่ายเทอิเล็กตรอนไปยังพื้นผิวเหล่านั้น
การทดลองจริงก็ได้ผลตรงกัน เมื่อวางแบคทีเรียลงบนวัสดุนำไฟฟ้า พบว่าพวกมันสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าและเจริญเติบโตได้อย่างต่อเนื่อง
เปิดมิติใหม่: เทคโนโลยีชีวภาพ-พลังงาน-อวกาศ
การค้นพบครั้งนี้เปิดประตูสู่การประยุกต์ใช้ที่หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็น…
- เทคโนโลยีบำบัดน้ำเสีย: ใช้แบคทีเรียสร้างสมดุลอิเล็กตรอนในระบบกรองน้ำ
- เซ็นเซอร์ชีวอิเล็กทรอนิกส์: ออกแบบอุปกรณ์ที่ทำงานในที่ไร้ออกซิเจน เช่น เซ็นเซอร์มลพิษ หรืออุปกรณ์ทางการแพทย์
- สำรวจอวกาศ: สร้างระบบพลังงานชีวภาพที่ทำงานในสภาพแวดล้อมสุดขั้ว
“เรากำลังเริ่มเข้าใจว่า แบคทีเรียไม่ได้แค่เอาตัวรอด แต่พวกมันยังมีศักยภาพในการสร้างเทคโนโลยีที่ชาญฉลาดและยั่งยืนได้จริง”
งานวิจัยนี้เผยแพร่ในวารสาร Cell เมื่อวันที่ 10 เมษายน 2025 และกลายเป็นหลักฐานชิ้นสำคัญที่สะท้อนว่า “ชีวิตเล็กจิ๋ว” อาจมีบทบาทใหญ่ยิ่งในอนาคตของโลกทั้งใบ
สรุปสั้นๆ คือ แบคทีเรียบางชนิดหายใจโดย “คายอิเล็กตรอน” ออกนอกเซลล์แทนการใช้ออกซิเจน ทำให้พวกมันสามารถสร้างพลังงาน และยังผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างไม่น่าเชื่อ งานวิจัยนี้อาจเป็นกุญแจสำคัญสู่เทคโนโลยีพลังงานสะอาดและระบบชีวภาพแห่งอนาคต
tags : scitechdaily
