Breaking News

Sunday, November 24, 2019

Manusia Dapat menghasilkan energi listrik


Manusia, suatu hari, mungkin dapat menghasilkan energi listrik mereka sendiri dengan cara yang sama dengan belut listrik, menurut tim peneliti yang berbasis di Jepang. Ini adalah tujuan akhir yang dimulai dengan memahami dengan tepat bagaimana "motor" kecil di dalam bakteri menjaga keseimbangan biologis.

Para peneliti secara khusus berfokus pada motor rotasi bernama V1 yang berfungsi sebagai bagian dari pompa yang memindahkan ion natrium melintasi membran sebagai bagian dari proses seluler yang sehat. Mereka mempublikasikan hasilnya dalam Journal of Biological Chemistry online pada 13 September dan dalam edisi cetak pada 8 November.

"Efisiensi konversi energi motor molekuler rotary jauh lebih tinggi daripada motor buatan manusia," kata Ryota Iino, penulis kertas dan peneliti dengan Institute for Molecular Science dari Institut Nasional Ilmu Pengetahuan Alam dan Departemen Fungsional Ilmu Molekuler di Sekolah Ilmu Fisika di Universitas Pascasarjana untuk Studi Lanjutan. "Dan konversi energi oleh motor molekuler berputar adalah reversibel. Jika kita sepenuhnya memahami mekanismenya, itu akan mengarah pada realisasi motor buatan manusia yang sangat efisien di masa depan."

Untuk memahami mekanisme ini, para peneliti menggunakan probe nanopartikel emas untuk secara langsung mengamati molekul tunggal yang dimurnikan dari bakteri-Enterococcus hirae, yang dapat menyebabkan sepsis pada manusia. Dengan pencitraan molekul tunggal pada resolusi tinggi, para peneliti dapat mengamati perilakunya dari waktu ke waktu dan menentukan bagaimana motor berputar untuk bagian yang berbeda untuk berinteraksi dengan berbagai input. Mirip seperti pompa sumur yang harus digunakan seseorang untuk mendapatkan air mengalir ke atas, melawan gravitasi, pompa molekular yang diamati harus mengambil sejumlah input energi untuk menghasilkan lebih banyak energi untuk mengangkut ion melawan gradien membran bakteri. Energi yang dimasukkan manusia ke pompa tangan terbatas, tetapi interaksinya berat, dibandingkan dengan jumlah energi yang dibutuhkan air untuk mengalir ke atas.

"Kami mulai dengan bekerja untuk memahami bagaimana energi kimia diubah menjadi rotasi mekanis motor V1," kata Iino. "Kami menemukan bahwa sementara struktur tiga dimensi V1 dan motor rotary terkait adalah serupa, mekanisme kopel kimia dan mekanisnya sangat berbeda, menunjukkan bahwa fungsi seluler menentukan evolusi mekanisme fungsional yang berbeda."

Dengan studi ini, para peneliti memiliki pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana motor V1 membentuk kompleks dengan motor rotary lain yang disebut Vo untuk secara aktif memompa ion natrium melintasi membran seluler. Dengan kata lain, kompleks motor menggunakan energi kimiawi dari sel untuk memutar secara mekanis dan mengubah energi menjadi potensi elektrokimia - seperti halnya manusia menggunakan energi yang diperoleh dari makanan ke otot pompa sumur, menghasilkan energi yang dihasilkan dari aliran air.

"Selanjutnya, kami ingin memahami dengan tepat bagaimana mekanisme konversi energi dari kompleks motor bekerja," kata Iino.

Menurut Iino, belut listrik menghasilkan energi listrik dari energi kimia dengan mekanisme yang mirip dengan kompleks motor dalam penelitian ini.

"Jika kita dapat sepenuhnya memahami mekanisme ini, dimungkinkan untuk mengembangkan baterai yang mampu melakukan konversi energi untuk ditanamkan dalam belut listrik buatan atau bahkan pada manusia," kata Iino.

No comments:

Post a Comment

Popular Posts