Живой провод из никелевых кирпичиков экспресс
В мутной грязи, между двумя электродами, выстраиваются длинные цепочки бактерий — тонкие, как микроскопический кабель. Каждая такая нить проводит ток на целый сантиметр, для микроба это настоящий марафон. Секрет в волокнах, вшитых прямо в оболочку клеток: по ним электричество бежит почти без потерь, как по медной жиле.
Заглянув в волокно с помощью квантовых расчётов, исследователи увидели, что оно состоит из нанолент — плоских полосок толщиной в одну молекулу. Каждая лента собрана, как детская пирамидка, из одинаковых никель-органических колец (химики называют их NiBiD-блоками). Кольца укладываются двумя способами: либо ровно друг над другом (укладка AA), либо со сдвигом, как кирпичи в кладке (укладка AB). Второй вариант оказался прочнее — между слоями защёлкиваются дополнительные связи, и атомы никеля держатся пятью «лапками» вместо четырёх.
Главный сюрприз — как движутся электроны. В самых стабильных укладках электронное облако одного кольца перехлёстывается с соседним так сильно, что заряд не сидит на месте, а размазывается по всей ленте. Это не прыжки с кочки на кочку, а плавное перетекание, почти как в металле. Именно такой механизм позволяет волокну пропускать ток без перегрева и с минимальными потерями — находка для будущих биосовместимых проводников.
Кабельные бактерии — единственные известные многоклеточные, которые переносят электроны на сантиметровые расстояния через собственное тело, а не по внешним проводам-пилям.