Elektrik Üreten Bakteriler : Dünyamızda yaşayan canlılardan boyut olarak en küçük ama sayıca en çok olan bakteriler, yapılarındaki basitliğe rağmen yaptıkları işler açısından mükemmellik ve ilginçlikleri ile dikkatimizi çekiyorlar. Diğer hücrelerden farklı olarak, organeli olmayan, sadece dış zar ve zar içerisinde yüzen bir dizi molekülden ibaret bu minik yaratıklar en umulmadık yerlerde, en umulmadık besinleri kullanarak “hayat”ın dünya üzerinde ne kadar yaygın ve muhteşem olduğunu bizlere gösteriyorlar. İlginç bakterilere bir örnek de Geobacter ailesine ait bakterilerdir. Bu bakterilerin özelliği ‘demir oksit’ solumaları. Yani biz karbonhidratları karbondioksit ve suya parçalarken, oksijenden yararlanıyoruz, Geobacter’ler ise bu işlem için oksijen yerine demir oksit kullanıyorlar. Elektron transfer kabiliyetleri ile ilgi çeken Geobakter’ler, ilk olarak 1987’de Washington yakınlarındaki bir nehirden alınan örneklerin incelenmesi sonucu bulunmuştur. Geobakter’lerin önemli bir özelliği ise petrolü besin olarak kullanıp, zararsız karbondioksite dönüştürebilmeleri. Bu ilginç bakteriler sadece petrol kirliliğini yok etmekte değil yeraltı sularındaki radyoaktif metallerin temizlenmesinde de kullanılabiliyorlar. Massachusetts Üniversitesi’nden Derek Lovey ve öğrencileri yeraltı sularındaki uranyum kalıntılarının temizlenmesinde kullanılabilecek bakterileri ararken, kaza eseri başka bir amaçla kullanılabilecek bir bakteri keşfettiler. Lovey ve öğrencilerinin yaptıkları çalışmada bakteri örnekleri demir içeren ortamda bırakılarak, hangilerinin yaşayıp çoğalabildikleri tesbit edilmeye çalışılmıştır. Bu deneyler sırasında Kevin Finneran Rhodoferax ferrireducens adı verilen bir bakterinin, diğerlerinden farklı olduğunu gözlemlemiş ve bakteriyi yakından tanımak amacıyla Dr. Chaudhuri deneyler yapmıştır. Bu deneyler sounucunda R. ferrireducens bakterisinin Geobacter’ler gibi elektron transferi yapabildikleri bulunmuştur. Bu bakteriler bulundukları ortama iletken bir elektrod konulduğunda, bu elektrod üzerine tutunarak çoğalmaktadırlar. Sonra bakteriler sıvı içindeki glikozu (veya diğer karbonhidratları, şekerleri) karbondioksite parçalarken açığa çıkan elektronları, üzerinde bulundukları elektroda verirler ve böylece elektrik akımını başlatmış olurlar. Diğer bir deyimle bu bakteriler ile biyo-piller yapılabilmektedir. Bu çalışmayı benzer biyo-pillerden ayıran en önemli özelliklerden biri verimin %80’in üzerinde olmasıdır. Daha önce ancak %10 verimle çalışan bakteriler bulunabilmiştir. R. ferrireducens biyo-pilleri ile bir kâse şeker kullanılarak, 60 wattlık bir ampül 17 saat boyunca yakılabilmektedir. R. ferrireducens biyo-pillerinin başka bir avantajı da, diğer biyo-pillerin aksine, zehirli kimyasallara gereksinim duyulmayışı ve bakterinin glikoz haricinde diğer şekerleri de tüketebilmesidir. Bakterilerin glikoz haricindeki diğer organik maddeleri tüketebilmesi, besin olarak atık su veya şeker üretiminde ortaya çıkan yan ürünlerin kullanılabilme ihtimalini gündeme getirmektedir. Bu şekilde üretilen pillerin çevre dostu olup, çevre temizliğine katkıda bulunması ümit edilmektedir. R. ferrireducens bakterileri ile denizler de dev pillere dönüşebilir. Amerika Deniz Araştırmaları Ofisi’nden elektrokimyacı Leonard Tender bütün bir okyanusu kocaman bir pil olarak düşündüğünü söylüyor. Okyanus tabanına yerleştirilecek olan elektrodların üzerinde kümelenen R. ferrireducens bakterileri okyanus tabanına düşen organik maddeleri besin olarak kullanıp elektrik üretebilir. Özellikle okyanus dibindeki deprem alıcıları veya deniz canlılarını araştırmak için yerleştirilen alıcılarda R. ferrireducens biyo-pillerinin kullanılabilmesi üzerine çaışılıyor. R. ferrireducens biyo-pilleri ile ilgili çalışmalar henüz çok yeni. Bu pillerde verim diğer biyo-pillere oranla çok yüksek olsa da şu anda çok yavaş çalışmaktadırlar. Elektrod olarak kullanabilecek daha iyi iletken malzemeler bulunması, yüzey alanını genişletip bakteri sayısını artırmak ya da genetik mühendisliği metodları ile bakterileri değiştirerek pillerin daha kullanılabilir hale gelmesi üzerine çalışmalar devam etmektedir. Yakın gelecekte elektrikle çalışan aletlerimizin bir kısmı mikrop gücüyle çalışır hale gelebilir. Yani bir zamanların beygir gücünden sonra gelecek yüzyıl da mikrop gücünden yararlanacak gibi. Milyonlarca bakteri içinden isteneni bulmak hakikaten zor bir iş. Yine pek çok defa olduğu gibi görünüşte tesadüf, ama gerçekte tevafuk eseri bir tanesi daha biz insanların dikkatine sunuldu. Endüstriyel atıkların temizlenmesi, ilaçtan deterjanlara, plastik üretimine kadar sayamadığımız çok farklı yerlerde yararlandığımız bakteriler umuyoruz ki yakında ucuz ve temiz enerji üretiminde de bizlere yardımcı olacaklardır. Özellikle fosil yakıtların azaldığı, alternatif enerji arayışlarına yöneldiğimiz bu yüzyılda böyle bir buluşun yapılması çok önemli. Her zaman olduğu gibi yine en verimli, en ucuz ve çevre dostu çözümleri yine tabiatın içinden buluyor, gözümüzle göremediğimiz minik kimyacılardan ders almaya ve onların daha keşfedilmememiş nice sırlarını aramaya devam ediyoruz
**Kaynaklar 1.Chaudhuri SK, Lovley DR, Electricity generation by direct oxidation of glucose in mediatorless microbial fuel cells, Nature Biotechnology,21,1229-1232(01 Oct 2003) 2.Bond DR, Holmes DE, Tender LM, Lovley DR, Electrode-reducing microorganisms that harvest energy from marine sediments, 2002, Science. 295:483-5 3.http://www.geobacter.org/ 4.http://www.fuelcelltoday.com/FuelCellToday/IndustryInformation/IndustryInformationExternal/NewsDisplayArticle/0,1602,3368,00.html 5.http://www.northernskynews.com/backissue%20pages/DirttoIron.html
**Kaynaklar 1.Chaudhuri SK, Lovley DR, Electricity generation by direct oxidation of glucose in mediatorless microbial fuel cells, Nature Biotechnology,21,1229-1232(01 Oct 2003) 2.Bond DR, Holmes DE, Tender LM, Lovley DR, Electrode-reducing microorganisms that harvest energy from marine sediments, 2002, Science. 295:483-5 3.http://www.geobacter.org/ 4.http://www.fuelcelltoday.com/FuelCellToday/IndustryInformation/IndustryInformationExternal/NewsDisplayArticle/0,1602,3368,00.html 5.http://www.northernskynews.com/backissue%20pages/DirttoIron.html
