Биокерамика

от Гуики, свободната енциклопедия

Биокерамиките представляват вградени в силициево-диоксидни матрици организми, например бактерии, дрожди, водорасли и пр., със запазена биологична функционалност. Могат да се ползват за пречистване на води, замърсени с уран и други тежки метали.

Бактериите (оцветени в червено) на представената снимка са изолирани от една уранова мина в близост до саксонското градче Йохангеоргенщат (Johanngeorgenstadt).

На картинката вляво се вижда една представителка на изолирания от нас забележителен бактериален щам, Bacillus sphaericus JG-A12, който е в състояние да живее в почви, води и седименти, съдържащи токсични концентрации на уран.

Тайната на изумителната резистентност на този щам към тежките метали се крие в неговата елегантна обвивка, наречена "surface layer" или S-layer.

Както се вижда от снимката, тoзи S-layer е изграден от белтъчни мономери, асемблирани в мономолекулярен слой, който представлява кристална решетка с квадратна симетрия. Порите на тази решетка, които са с негативен заряд, са капан за йоните на тежките метали и най-вече за урана. Гениалността на природата в този случай се свежда до нещо много просто: когато порите на обвивката се запушат с уран, тя просто се заменя с нова и чиста. Т. е. бактериитe синтезират непрекъснато този белтък, понякога със забележителната скорост от 500 молекули в секунда и си сменят "ризата", когато им се наложи. По този начин клетките на този бактериален вид се пазят от проникване на уран в цитоплазмата им и от отравяне. Това "поведение" наистина е впечатляващо и достойно за уважение, но не е от особена полза за хората. За щастие се оказа, че свързаният уран може да се отстрани от клетките и по по-лесен и икономичен начин - чрез промивки с лимонена киселина например. Последната е евтина и лесно достъпна. В резултат на промивката S-Layer-ът остава интактен и отново може да свързва уран. Е, тук природната мъдрост на бактериите, съчетана с човешкия разум доведе до идеята за конструкция на биокерамика, която обратимо свързва уран и още няколко метала от дренажните води на мините.

Мисля, че на широката публика все още не е известно, че минералната вода в Германия (а може би и на много други места в Европа) съдържа между 10 и 20 микрограма уран на литър. Това съдържание е прекалено високо според новите стандарти, които се базират на факта, че уранът е много по-токсичен, отколкото се смяташе до скоро. В САЩ допустимата граница е 5 микрограма на литър. В Европа тази граница се предвижда да се въведе след година или две.

Мисля, че нашата биокерамика би могла да се окаже много по-полезна, отколкото си мислехме, когато я създавахме. Разбира се, ако успеем да я оптимираме да прави такива финни пречиствания, каквито са нужни за питейната вода. Е, поне си струва да опитаме...

Източник

2004-06-30 15:13 UTC от бившото GlimzWiki/Sonja Selenska-Pobell [fwre12.ad.fz-rossendorf.de]