Teknolojik Malzeme Üreten Bakteriler

Safir plakanın üzerinde tek bir molekül kalınlığında MoS₂ katmanı var.

Günümüzde üzerine yoğun araştırmalar yapılan alanlardan biri, iki boyutlu malzemeler. Atomların çok ince bir katman içinde birbirine bağlandığı bu malzemelerin ilk örneği ve bugüne kadar üzerine en çok çalışma yapılanı, karbon atomlarından oluşan grafen. Görece yakın zamanlarda bilimsel çalışmalara konu olmaya başlayan bir diğer iki boyutlu malzemeyse molibden disülfür (MoS₂).

Grafen ve MoS₂ bazı bakımlardan birbirlerine benzer. Her ikisi de güçlü ve esnek malzemelerdir. Aralarındaki önemli farklardan biri grafenin iletken, MoS₂’nin yarı iletken olmasıdır. Diğer yandan MoS₂, grafene kıyasla, kimyasal açıdan çok yönlü bir malzemedir. Örneğin yüzeyine ufak tefek müdahaleler yapılarak mikroorganizmaları yakalamak için yararlanılacak bir malzemeye dönüştürülebilir.

Bugün MoS₂ üzerine yapılan araştırmalarda karşılaşılan zorluklardan biri, malzemenin sentezi için kullanılan yöntemlerin aşırı yüksek basınç ve aşırı yüksek sıcaklıklar gerektirmesi. Rensselaer Politeknik Enstitüsünde çalışan bir grup araştırmacı bu soruna çare olabilecek bir yöntem geliştirdi. James Rees, Yuri Gorbi ve Shayla Sawyer, Biointerphase’de yayımladıkları bir makalede Shewanella oneidensis türü bakterilere MoS₂ nanoparçacıkları ürettirmeyi başardıklarını açıkladılar.

Bazı bakterilerin oksijensiz ortamda da solunum yapabildiği yüz yıldan uzun bir süredir bilinir. Shewanella oneidensis de bu tür bakterilerin bir örneği. Bu bakteriler solunum yaparken eğer ortamda oksijen varsa oksijen atomlarına elektron aktarır. Ortamda oksijen olmadığındaysa elektronlar çeşitli metal bileşiklerine aktarılır ve bu bileşikler nanoparçacıklar hâlinde çökelir.

Araştırmacılar, deneme yanılma süreçleri sonucunda, molibden trioksit (MoO₃) ve sodyum tiyosülfat (Na₂S₂O₃·xH₂O) bulunan ortamda büyütülen bakterilerin oksijensiz solunum sırasında 50-300 nanometre çapında MoS₂ parçacıkları ürettiğini keşfetmişler.

MoS₂ üretmek için kullanılabilecek yeni yöntemde aşırı yüksek basınç ya da aşırı yüksek sıcaklıklara ihtiyaç duyulmaması önemli bir avantaj. Bu yöntemle ilgili önemli bir sorunsa ortaya çıkan nanoparçacıklardaki atom dizilimlerinin elektronik cihazlarda kullanılmaya yetecek kadar düzenli olmaması. Araştırmacılar bir sonraki hedeflerinin bu sorunu aşmak olduğunu söylüyorlar.