बिजली के तार बनाने वाले रहस्यमयी बैक्टीरिया

2024 लेखक: Seth Attwood | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 16:05

लार्स पीटर नीलसन के लिए, यह सब हाइड्रोजन सल्फाइड के रहस्यमय ढंग से गायब होने के साथ शुरू हुआ। माइक्रोबायोलॉजिस्ट ने डेनमार्क में आरहूस बंदरगाह के नीचे से काली, बदबूदार मिट्टी को इकट्ठा किया, उसे बड़े कांच के बीकर में फेंक दिया और विशेष माइक्रोसेंसर डाले जिससे कीचड़ की रासायनिक संरचना में बदलाव का पता चला।

प्रयोग की शुरुआत में, संरचना हाइड्रोजन सल्फाइड से संतृप्त थी - तलछट की गंध और रंग का स्रोत। लेकिन 30 दिन बाद, गंदगी की एक पट्टी पीली हो गई, जो हाइड्रोजन सल्फाइड के नुकसान का संकेत देती है। आखिरकार, माइक्रोसेंसर ने दिखाया कि पूरा कनेक्शन चला गया था। यह देखते हुए कि वैज्ञानिकों को मिट्टी की जैव-रसायन के बारे में क्या पता था, आरहूस विश्वविद्यालय के नीलसन याद करते हैं, "इसका कोई मतलब नहीं था।"

उन्होंने कहा कि पहला स्पष्टीकरण यह था कि सेंसर गलत थे। लेकिन कारण और भी अजीब निकला: कोशिकाओं को जोड़ने वाले बैक्टीरिया विद्युत केबल बनाते हैं जो गंदगी के माध्यम से 5 सेंटीमीटर तक करंट का संचालन कर सकते हैं।

रोगाणुओं में पहले कभी नहीं देखा गया एक अनुकूलन इन तथाकथित केबल बैक्टीरिया को कीचड़ में रहने वाले कई जीवों के सामने आने वाली एक बड़ी समस्या को दूर करने की अनुमति देता है: ऑक्सीजन की कमी। इसकी अनुपस्थिति आमतौर पर बैक्टीरिया को भोजन के लिए हाइड्रोजन सल्फाइड जैसे यौगिकों को चयापचय करने से रोकती है। लेकिन केबल, रोगाणुओं को ऑक्सीजन युक्त जमाओं से बांधकर, उन्हें लंबी दूरी पर प्रतिक्रिया करने की अनुमति देते हैं।

जब नीलसन ने पहली बार 2009 में खोज का वर्णन किया, तो उनके सहयोगियों को संदेह हुआ। एंटवर्प विश्वविद्यालय के एक केमिकल इंजीनियर फिलिप मीसमैन ने यह सोचकर याद किया, "यह पूरी तरह से बकवास है।" हां, शोधकर्ताओं को पता था कि बैक्टीरिया बिजली का संचालन कर सकते हैं, लेकिन नीलसन द्वारा सुझाई गई दूरी पर नहीं। चैपल हिल में यूनिवर्सिटी ऑफ नॉर्थ कैरोलिना के माइक्रोबायोलॉजिस्ट एंड्रियास टेस्के कहते हैं, "ऐसा लगता था जैसे हमारी अपनी चयापचय प्रक्रियाएं 18 किलोमीटर की दूरी को प्रभावित कर सकती हैं।"

लेकिन जितने अधिक शोधकर्ताओं ने "विद्युतीकृत" कीचड़ की तलाश की, उतना ही उन्होंने इसे नमक और ताजे पानी दोनों में पाया। उन्होंने एक दूसरे प्रकार के गंदगी से प्यार करने वाले विद्युत सूक्ष्म जीव की भी पहचान की: नैनोवायर बैक्टीरिया, व्यक्तिगत कोशिकाएं जो प्रोटीन संरचनाएं विकसित करती हैं जो कम दूरी पर इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित कर सकती हैं।

ये नैनोवायर रोगाणु मानव मुंह सहित हर जगह पाए जाते हैं।

खोजों ने शोधकर्ताओं को पाठ्यपुस्तकों को फिर से लिखने के लिए मजबूर किया; कार्बन, नाइट्रोजन और फास्फोरस जैसे प्रमुख तत्वों के प्रसंस्करण में मिट्टी के जीवाणुओं की भूमिका पर पुनर्विचार करें; और समीक्षा करें कि वे जलीय पारिस्थितिक तंत्र और जलवायु परिवर्तन को कैसे प्रभावित करते हैं।

वैज्ञानिक व्यावहारिक अनुप्रयोगों की भी तलाश कर रहे हैं, प्रदूषण और बिजली इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों से निपटने के लिए केबल और नैनोवायर युक्त बैक्टीरिया की क्षमता की खोज कर रहे हैं। "हम रोगाणुओं के भीतर और बिजली का उपयोग करने वाले रोगाणुओं के बीच बहुत अधिक बातचीत देख रहे हैं," मीसमैन कहते हैं। "मैं इसे विद्युत जीवमंडल कहता हूं।"

अधिकांश कोशिकाएं एक अणु से इलेक्ट्रॉनों को ले कर पनपती हैं, एक प्रक्रिया जिसे ऑक्सीकरण कहा जाता है, और उन्हें दूसरे अणु में स्थानांतरित कर दिया जाता है, आमतौर पर ऑक्सीजन, जिसे कमी कहा जाता है। इन प्रतिक्रियाओं से प्राप्त ऊर्जा अन्य जीवन प्रक्रियाओं को नियंत्रित करती है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, हमारी अपनी सहित, ऐसी "रेडॉक्स" प्रतिक्रियाएं माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली पर होती हैं, और उनके बीच की दूरी छोटी होती है - केवल माइक्रोमीटर। यही कारण है कि इतने सारे शोधकर्ता नीलसन के इस दावे पर संदेह कर रहे थे कि केबल बैक्टीरिया एक गोल्फ बॉल के आकार की गंदगी की एक परत के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करते हैं।

हाइड्रोजन सल्फाइड का गायब होना इसे साबित करने की कुंजी थी। बैक्टीरिया मिट्टी में एक यौगिक बनाते हैं, पौधे के मलबे और अन्य कार्बनिक पदार्थों को तोड़ते हैं; गहरे निक्षेपों में ऑक्सीजन की कमी के कारण हाइड्रोजन सल्फाइड जमा हो जाता है, जो अन्य जीवाणुओं को इसे तोड़ने में मदद करता है। हालांकि, नीलसन के बीकरों में हाइड्रोजन सल्फाइड अभी भी गायब हो गया था। इसके अलावा, गंदगी की सतह पर एक जंग लगा हुआ टिंट दिखाई दिया, जिसने आयरन ऑक्साइड के बनने का संकेत दिया।

एक रात जागते हुए, नीलसन एक अजीब व्याख्या के साथ आया: क्या होगा यदि कीचड़ में दबे बैक्टीरिया ने रेडॉक्स प्रतिक्रिया को पूरा किया, किसी तरह ऑक्सीजन-गरीब परतों को दरकिनार कर दिया? क्या होगा, इसके बजाय, उन्होंने इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में हाइड्रोजन सल्फाइड की प्रचुर आपूर्ति का उपयोग किया और फिर इलेक्ट्रॉनों को ऑक्सीजन युक्त सतह की ओर फ़नल किया? वहां, ऑक्सीकरण प्रक्रिया में, लोहा मौजूद होने पर जंग का निर्माण होता है।

इन इलेक्ट्रॉनों को वहन करने वाला खोजना मुश्किल साबित हुआ है। सबसे पहले, नील्सन की टीम के नील्स रीसगार्ड-पीटरसन को एक सरल संभावना से इंकार करना पड़ा: तलछट में धातु के कण इलेक्ट्रॉनों को सतह पर ले जाते हैं और ऑक्सीकरण का कारण बनते हैं। उन्होंने कांच के मोतियों की एक परत डालकर इसे पूरा किया जो बिजली का संचालन गंदगी के एक स्तंभ में नहीं करते हैं। इस बाधा के बावजूद, शोधकर्ताओं ने अभी भी एक विद्युत प्रवाह को मिट्टी के माध्यम से आगे बढ़ते हुए पाया, यह सुझाव देते हुए कि धातु के कण प्रवाहकीय नहीं थे।

यह देखने के लिए कि क्या एक केबल या तार इलेक्ट्रॉनों को ले जा रहा था, शोधकर्ताओं ने फिर टंगस्टन तार का उपयोग मिट्टी के स्तंभ के माध्यम से एक क्षैतिज कट बनाने के लिए किया। करंट ऐसे निकला जैसे तार काट दिया गया हो। अन्य कार्य ने कंडक्टर के आकार को कम कर दिया, यह सुझाव दिया कि यह कम से कम 1 माइक्रोमीटर व्यास का होना चाहिए। "यह बैक्टीरिया का सामान्य आकार है," नीलसन कहते हैं।

अंततः, इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ ने एक संभावित उम्मीदवार का खुलासा किया: लंबे, पतले जीवाणु फाइबर जो आरहस हार्बर से कीचड़ से भरे बीकर में डाले गए कांच के मोतियों की एक परत में दिखाई देते हैं। प्रत्येक फिलामेंट में कोशिकाओं का एक ढेर होता है - 2,000 तक - एक काटने का निशानवाला बाहरी झिल्ली में संलग्न। इस झिल्ली और एक दूसरे के ऊपर खड़ी कोशिकाओं के बीच की जगह में, समानांतर "तारों" की बहुलता ने धागे को इसकी पूरी लंबाई में फैला दिया। केबल जैसी उपस्थिति ने सूक्ष्म जीव के सामान्य नाम को प्रेरित किया।

मीज़मैन, एक पूर्व संशयवादी, जल्दी से परिवर्तित हो गया था। नीलसन ने अपनी खोज की घोषणा के कुछ ही समय बाद, मीसमैन ने समुद्री मिट्टी के अपने स्वयं के नमूनों में से एक की जांच करने का फैसला किया। "मैंने देखा कि तलछट में वही रंग बदलता है जो उसने देखा था," मीसमैन याद करते हैं। "इसे और अधिक गंभीरता से लेना प्रकृति माँ का निर्देश था।"

उनकी टीम ने माइक्रोबियल अनुसंधान के लिए उपकरण और विधियों को विकसित करना शुरू किया, कभी-कभी नीलसन के समूह के साथ मिलकर काम किया। मुश्किल चल रहा था। बैक्टीरियल फिलामेंट्स अलगाव के बाद जल्दी खराब हो जाते हैं, और छोटे कंडक्टरों में धाराओं को मापने के लिए मानक इलेक्ट्रोड काम नहीं करते हैं। लेकिन एक बार जब शोधकर्ताओं ने एक एकल स्ट्रैंड को चुनना और एक व्यक्तिगत इलेक्ट्रोड को जल्दी से जोड़ना सीख लिया, "हमने वास्तव में उच्च चालकता देखी," मीसमैन कहते हैं। उन्होंने कहा कि लाइव केबल तांबे के तारों से मुकाबला नहीं कर सकते हैं, लेकिन वे सौर पैनलों और मोबाइल फोन स्क्रीन में इस्तेमाल होने वाले कंडक्टरों के साथ-साथ सर्वश्रेष्ठ कार्बनिक अर्धचालकों से मेल खाते हैं।

शोधकर्ताओं ने केबल बैक्टीरिया की शारीरिक रचना का भी विश्लेषण किया। रासायनिक स्नान का उपयोग करते हुए, उन्होंने बेलनाकार खोल को अलग कर दिया, यह पाते हुए कि इसमें 17 से 60 समानांतर फाइबर एक साथ चिपके हुए थे। शेल चालन का स्रोत है, मीसमैन और उनके सहयोगियों ने पिछले साल नेचर कम्युनिकेशंस में रिपोर्ट किया था। इसकी सटीक संरचना अभी भी अज्ञात है, लेकिन यह प्रोटीन आधारित हो सकती है।

"यह एक जटिल जीव है," नीलसन कहते हैं, जो अब डेनिश सरकार द्वारा 2017 में बनाए गए इलेक्ट्रो-माइक्रोबायोलॉजी केंद्र के प्रमुख हैं। केंद्र द्वारा हल की जाने वाली समस्याओं में संस्कृति में रोगाणुओं का बड़े पैमाने पर उत्पादन होता है। केंद्र से एंड्रियास श्राम कहते हैं, "अगर हमारे पास शुद्ध संस्कृति होती, तो सेल चयापचय और चालन पर पर्यावरण के प्रभाव के बारे में विचारों का परीक्षण करना बहुत आसान होता"। संवर्धित बैक्टीरिया केबल तारों को इन्सुलेट करना और संभावित बायोरेमेडिएशन और जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों का परीक्षण करना भी आसान बना देगा।

जबकि शोधकर्ता केबल में बैक्टीरिया के बारे में उलझन में हैं, अन्य बिजली के कीचड़ में एक और प्रमुख खिलाड़ी को देख रहे हैं: नैनोवायर-आधारित बैक्टीरिया, जो कोशिकाओं को केबलों में फोल्ड करने के बजाय, प्रत्येक कोशिका से 20 से 50 एनएम लंबाई में प्रोटीन तार विकसित करते हैं।

केबल बैक्टीरिया की तरह, जमा की रहस्यमय रासायनिक संरचना ने नैनोवायर रोगाणुओं की खोज की। 1987 में, माइक्रोबायोलॉजिस्ट डेरेक लवली, जो अब मैसाचुसेट्स एमहर्स्ट विश्वविद्यालय में हैं, ने यह समझने की कोशिश की कि उर्वरक अपशिष्ट जल से फॉस्फेट - एक पोषक तत्व जो अल्गल खिलने को बढ़ावा देता है - वाशिंगटन, डीसी में पोटोमैक नदी के नीचे तलछट से कैसे निकलता है। काम किया और उन्हें गंदगी से बाहर निकालना शुरू कर दिया। एक को उगाने के बाद, जिसे अब जियोबैक्टर मेटालिरेड्यूसेंस कहा जाता है, उसने देखा (एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत) कि बैक्टीरिया पास के लौह खनिजों के साथ बंध गए थे। उन्हें संदेह था कि इन तारों के साथ इलेक्ट्रॉनों को ले जाया गया था, और अंततः यह पता चला कि जियोबैक्टर ने मिट्टी में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को व्यवस्थित किया, कार्बनिक यौगिकों को ऑक्सीकरण किया और इलेक्ट्रॉनों को खनिजों में स्थानांतरित किया। ये कम खनिज तब फास्फोरस और अन्य तत्वों को छोड़ते हैं।

नीलसन की तरह, लवली को संदेह का सामना करना पड़ा जब उन्होंने पहली बार अपने विद्युत सूक्ष्म जीव का वर्णन किया। आज, हालांकि, उन्होंने और अन्य ने लगभग एक दर्जन प्रकार के नैनोवायर रोगाणुओं को पंजीकृत किया है, जो उन्हें गंदगी के अलावा अन्य वातावरण में ढूंढ रहे हैं। कई तलछट में कणों से इलेक्ट्रॉनों को ले जाते हैं। लेकिन कुछ इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने या संग्रहीत करने के लिए अन्य रोगाणुओं पर भरोसा करते हैं। यह जैविक साझेदारी दोनों रोगाणुओं को "नए प्रकार के रसायन विज्ञान में संलग्न होने की अनुमति देती है जो कोई भी जीव अकेले नहीं कर सकता है," कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एक भू-विज्ञानी विक्टोरिया ओर्फ़ान कहते हैं। जबकि केबल बैक्टीरिया लंबी दूरी तक ऑक्सीजन युक्त कीचड़ में ले जाकर अपनी रेडॉक्स जरूरतों को पूरा करते हैं, ये रोगाणु अपनी रेडॉक्स जरूरतों को पूरा करने के लिए एक दूसरे के चयापचय पर निर्भर करते हैं।

कुछ शोधकर्ता अभी भी बहस करते हैं कि जीवाणु नैनोवायर इलेक्ट्रॉनों का संचालन कैसे करते हैं। लवली और उनके सहयोगियों का मानना है कि कुंजी प्रोटीन की श्रृंखलाएं हैं जिन्हें पिलिन कहा जाता है, जो गोलाकार एमिनो एसिड से बने होते हैं। जब उन्होंने और उनके सहयोगियों ने पिलिन में रिंगेड अमीनो एसिड की मात्रा कम कर दी, तो नैनोवायर कम प्रवाहकीय हो गए। लवली कहते हैं, "यह वास्तव में आश्चर्यजनक था, क्योंकि आमतौर पर यह स्वीकार किया जाता है कि प्रोटीन इन्सुलेटर हैं। लेकिन दूसरों को लगता है कि यह सवाल हल होने से बहुत दूर है। अनाथ, उदाहरण के लिए, कहता है कि यद्यपि "बहुत अधिक सबूत हैं … मुझे अभी भी नहीं लगता [नैनोवायर का प्रवाहकत्त्व] अच्छी तरह से समझा गया है।"

जो स्पष्ट है वह यह है कि विद्युत जीवाणु हर जगह हैं। 2014 में, उदाहरण के लिए, वैज्ञानिकों ने उत्तरी सागर में तीन अलग-अलग आवासों में केबल बैक्टीरिया की खोज की: एक ज्वारीय नमक दलदल में, एक समुद्री बेसिन में जहां कुछ मौसमों में ऑक्सीजन का स्तर लगभग शून्य हो जाता है, और समुद्र के पास एक बाढ़ वाले कीचड़ भरे मैदान में …. किनारा। (उन्होंने उन्हें एक रेतीले क्षेत्र में नहीं पाया जो कि तलछट को मंथन करते हैं और केबलों को बाधित करते हैं।) अन्य जगहों पर, शोधकर्ताओं ने गहरे, ऑक्सीजन-गरीब महासागर घाटियों, गर्म वसंत क्षेत्रों और ठंडे परिस्थितियों में केबल बैक्टीरिया के डीएनए सबूत पाए हैं। समशीतोष्ण और उपोष्णकटिबंधीय दोनों क्षेत्रों में फैल, और मैंग्रोव और ज्वार के किनारे।

मीठे पानी के वातावरण में केबल बैक्टीरिया भी पाए जाते हैं।2010 और 2012 में नीलसन के लेखों को पढ़ने के बाद, माइक्रोबायोलॉजिस्ट रेनर मेकेनस्टॉक के नेतृत्व में एक टीम ने जर्मनी के डसेलडोर्फ में भूजल संदूषण सर्वेक्षण के दौरान ड्रिल किए गए तलछट कोर की फिर से जांच की। ड्यूसबर्ग-एसेन विश्वविद्यालय में काम करने वाले मेकनस्टॉक याद करते हैं, "हमने [केबल बैक्टीरिया] ठीक वहीं पाया जहां हमने सोचा था कि हम उन्हें ढूंढ लेंगे।"

नैनोवायर बैक्टीरिया और भी अधिक व्यापक हैं। शोधकर्ताओं ने उन्हें मिट्टी, चावल के खेतों, गहरी आंतों और यहां तक कि सीवेज उपचार संयंत्रों के साथ-साथ मीठे पानी और समुद्री तलछट में भी पाया है। वे जहां भी बायोफिल्म बनते हैं, वहां मौजूद हो सकते हैं, और बायोफिल्म्स की सर्वव्यापकता इस बात का और सबूत है कि ये बैक्टीरिया प्रकृति में कितनी बड़ी भूमिका निभा सकते हैं।

विद्युत कीचड़ बैक्टीरिया की विस्तृत विविधता यह भी बताती है कि वे पारिस्थितिक तंत्र में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन सल्फाइड के निर्माण को रोककर, केबल बैक्टीरिया संभवतः गंदगी को अन्य जीवन रूपों के लिए अधिक रहने योग्य बनाते हैं। मेकेनस्टॉक, नीलसन, और अन्य ने उन्हें समुद्री घास और अन्य जलीय पौधों की जड़ों पर या उसके पास पाया है जो ऑक्सीजन छोड़ते हैं, जो बैक्टीरिया शायद हाइड्रोजन सल्फाइड को तोड़ने के लिए उपयोग करते हैं। यह बदले में पौधों को जहरीली गैस से बचाता है। साझेदारी "जलीय पौधों की बहुत विशेषता लगती है," मेकेनस्टॉक ने कहा।

स्टोनी ब्रुक विश्वविद्यालय के एक समुद्री बायोगेकेमिस्ट रॉबर्ट एलर का मानना है कि बैक्टीरिया कई पानी के नीचे के अकशेरुकी जीवों की भी मदद कर सकते हैं, जिनमें कीड़े भी शामिल हैं जो ऑक्सीजन युक्त पानी को कीचड़ में प्रवेश करने की अनुमति देते हैं। उन्होंने पाया कि केबल बैक्टीरिया कृमि ट्यूबों के किनारों से चिपके रहते हैं, संभवतः इसलिए वे इस ऑक्सीजन का उपयोग इलेक्ट्रॉनों को संग्रहीत करने के लिए कर सकते हैं। बदले में, ये कीड़े जहरीले हाइड्रोजन सल्फाइड से सुरक्षित रहते हैं। साइंस एडवांस में जुलाई 2019 के एक लेख में लिंक का वर्णन करने वाले एलर कहते हैं, "बैक्टीरिया [बरो] को अधिक रहने योग्य बनाते हैं।"

मैरीलैंड विश्वविद्यालय के पर्यावरण विज्ञान केंद्र के एक पारिस्थितिकीविद् सायरा मल्किन कहते हैं, सूक्ष्मजीव गंदगी के गुणों को भी बदल देते हैं। "वे विशेष रूप से प्रभावी हैं … पारिस्थितिकी तंत्र इंजीनियर।" केबल बैक्टीरिया "जंगल की आग की तरह बढ़ते हैं," वह कहती हैं; ज्वारीय सीप की चट्टानों पर, उसने पाया, एक घन सेंटीमीटर कीचड़ में 2,859 मीटर केबल हो सकते हैं जो कणों को जगह में सीमेंट करते हैं, संभवतः तलछट को समुद्री जीवों के लिए अधिक प्रतिरोधी बनाते हैं।

मल्किन ने पाया कि बैक्टीरिया गंदगी के रसायन को भी बदल देते हैं, जिससे सतह के करीब की परतें अधिक क्षारीय और गहरी परतें अधिक अम्लीय हो जाती हैं। इस तरह के पीएच ग्रेडिएंट "कई भू-रासायनिक चक्रों" को प्रभावित कर सकते हैं, जिसमें आर्सेनिक, मैंगनीज और आयरन से जुड़े लोग शामिल हैं, उन्होंने कहा, अन्य रोगाणुओं के लिए अवसर पैदा करना।

चूंकि ग्रह के विशाल हिस्से कीचड़ में ढके हुए हैं, शोधकर्ताओं का कहना है कि केबल और नैनोवायर से जुड़े बैक्टीरिया का वैश्विक जलवायु पर प्रभाव पड़ने की संभावना है। उदाहरण के लिए, नैनोवायर बैक्टीरिया, मृत डायटम जैसे कार्बनिक पदार्थों से इलेक्ट्रॉनों को ले सकते हैं और फिर उन्हें अन्य बैक्टीरिया तक पहुंचा सकते हैं जो मीथेन, एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस का उत्पादन करते हैं। विभिन्न परिस्थितियों में, केबल बैक्टीरिया मीथेन उत्पादन को कम कर सकते हैं।

आने वाले वर्षों में, "हम जीवमंडल के लिए इन रोगाणुओं के महत्व की व्यापक मान्यता देखेंगे," मल्किन कहते हैं। नीलसन ने आरहूस मिट्टी से हाइड्रोजन सल्फाइड के रहस्यमय ढंग से गायब होने पर ध्यान देने के दस साल बाद, वे कहते हैं: "यह सोचने के लिए कि हम यहां क्या कर रहे हैं, यह सोचने के लिए चक्कर आ रहा है।"

अगला: माइक्रोबियल तारों द्वारा संचालित एक फोन?

विद्युत रोगाणुओं के अग्रदूतों ने जल्दी से सोचा कि इन जीवाणुओं का उपयोग कैसे किया जाए।"अब जब हम जानते हैं कि विकास बिजली के तार बनाने में सक्षम है, तो यह शर्म की बात होगी अगर हम उनका उपयोग नहीं करते हैं," आरहूस विश्वविद्यालय के एक माइक्रोबायोलॉजिस्ट लार्स पीटर नीलसन कहते हैं।

एक संभावित अनुप्रयोग प्रदूषकों का पता लगाना और उनका नियंत्रण करना है। केबल रोगाणु तेल जैसे कार्बनिक यौगिकों की उपस्थिति में पनपते प्रतीत होते हैं, और नीलसन और उनकी टीम इस संभावना का परीक्षण कर रही है कि केबल बैक्टीरिया की प्रचुरता एक्वीफर्स में अनदेखे प्रदूषण की उपस्थिति का संकेत देती है। बैक्टीरिया सीधे तेल को नीचा नहीं करते हैं, लेकिन वे अन्य तैलीय बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित सल्फाइड का ऑक्सीकरण कर सकते हैं। वे सफाई में भी मदद कर सकते हैं; कच्चे तेल के संदूषण से बारिश तेजी से ठीक हो जाती है, जब इसे केबल बैक्टीरिया द्वारा उपनिवेशित किया जाता है, एक अन्य शोध समूह ने जनवरी में जल अनुसंधान पत्रिका में रिपोर्ट किया। स्पेन में, एक तीसरी टीम इस बात की जांच कर रही है कि क्या नैनोवायर बैक्टीरिया प्रदूषित आर्द्रभूमि की सफाई में तेजी ला सकते हैं। और इससे पहले कि नैनोवायर-आधारित बैक्टीरिया विद्युत थे, उन्होंने बेंजीन या नेफ़थलीन जैसे सुगंधित हाइड्रोकार्बन से दूषित परमाणु कचरे और एक्वीफ़र्स को दूषित करने का वादा दिखाया।

विद्युत जीवाणु भी नई तकनीकों को जन्म दे सकते हैं। मैसाचुसेट्स विश्वविद्यालय (यूमास), एमहर्स्ट के एक माइक्रोबायोलॉजिस्ट डेरेक लवली के अनुसार, उन्हें अपने नैनोवायरों को बदलने के लिए आनुवंशिक रूप से संशोधित किया जा सकता है, जिसे बाद में संवेदनशील पहनने योग्य सेंसर की रीढ़ बनाने के लिए काटा जा सकता है। "हम नैनोवायर डिजाइन कर सकते हैं और उन्हें विशेष रूप से ब्याज के यौगिकों को बांधने के लिए अनुकूलित कर सकते हैं।" उदाहरण के लिए, नैनो रिसर्च के मई 11 लवली अंक में, यूमास इंजीनियर जून याओ और उनके सहयोगियों ने नैनोवायर-आधारित सेंसर का वर्णन किया जो कृषि, औद्योगिक, पर्यावरण और जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक सांद्रता में अमोनिया का पता लगाता है।

एक फिल्म के रूप में बनाया गया, नैनोवायर हवा में नमी से बिजली उत्पन्न कर सकते हैं। शोधकर्ताओं का मानना है कि फिल्म ऊर्जा उत्पन्न करती है जब फिल्म के ऊपर और नीचे के किनारों के बीच नमी ढाल होती है। (ऊपरी किनारा नमी के प्रति अधिक संवेदनशील होता है।) जैसे ही पानी के हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणु ढाल के कारण अलग होते हैं, चार्ज उत्पन्न होता है और इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह होता है। याओ और उनकी टीम ने फरवरी 17 को नेचर में रिपोर्ट किया कि ऐसी फिल्म प्रकाश उत्सर्जक डायोड को प्रकाश में लाने के लिए पर्याप्त ऊर्जा पैदा कर सकती है, और एक साथ जुड़े 17 ऐसे उपकरण एक मोबाइल फोन को पावर दे सकते हैं। यह दृष्टिकोण "नवीकरणीय, स्वच्छ और सस्ती ऊर्जा पैदा करने के लिए एक क्रांतिकारी तकनीक है," सिंघुआ विश्वविद्यालय के एक सामग्री वैज्ञानिक क्यू लियांती कहते हैं। (अन्य अधिक सतर्क हैं, यह देखते हुए कि ग्रैफेन या पॉलिमर का उपयोग करके नमी से ऊर्जा को निचोड़ने के पिछले प्रयास असफल रहे हैं।)

अंततः, शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि पिक्य रोगाणुओं से निपटने के बिना बैक्टीरिया की विद्युत क्षमताओं का उपयोग किया जाएगा। कैच, उदाहरण के लिए, नैनोवायर बनाने के लिए आम प्रयोगशाला और औद्योगिक जीवाणु एस्चेरिचिया कोलाई को राजी किया। इससे शोधकर्ताओं के लिए संरचनाओं का बड़े पैमाने पर उत्पादन और उनके व्यावहारिक अनुप्रयोगों का अध्ययन करना आसान हो जाना चाहिए।