Школьники Сергей Кутузов, Руслан Бакеев и Богдана Максимова под руководством сотрудников кафедры бионанотехнологии КемГУ, кандидата биологических наук Дмитриевой Анастасии Игоревны и доктора технических наук Асякиной Людмилы Константиновны получили экологически чистую электроэнергию из биомассы экстремофильных микроорганизмов. Наставником проекта выступили аспирант Национального исследовательского Томского государственного университета Максим Носков, магистры кафедры бионанотехнологии КемГУ Елизавета Фасхутдинова и Маргарита Дроздова.

Микробная энергия – одно из перспективных направлений инновационных разработок в области био- и нанотехнологий. В перспективе такие проекты помогут производить электроэнергию с меньшим ущербом для окружающей среды, а также помогут обеспечивать электроэнергией отдаленные населенные пункты, где нет возможности проложить стандартные линии электропередач. Одна из современных методик – использование микроорганизмов. Ученые выяснили, что жизнедеятельность микробов может быть использована для получения электричества. Принцип основан на том, что некоторые виды бактерии способны окислять железо. И электроны передаются на электрод прямым контактом.

«В работе мы использовали железобактерии, которые обитают в кислой среде. Мы получали бактерии из почв угольного отвала Моховского угольного разреза. Мы выяснили, что оптимальной средой для бактерий являются условия, где PH ниже 7. Мы взяли небольшую пробу почвы, где есть все благоприятные показатели для размножения бактерий. Далее в лаборатории мы культивировали железобактерии на субстратах с теми же свойствами, таким образов вырастив колонии бактерий», – рассказывает участник команды Сергей Кутузов.

Лабораторное оборудование для работы школьникам предоставили специалисты кафедры бионанотехнологии Кемеровского государственного университета. Первая часть работы была посвящена теории. Ребята изучили состав питательных сред и виды бактерий, которые могут применяться для выработки электроэнергии, а также правила оформления и структуры научно-исследовательской работы для дальнейшего написания собственной работы.

Далее школьники приступили к анализу микробов из взятых образцов почв. Работа велась с помощью экстракции нуклеиновых кислот. После этого в среде, предназначенной для выращивания микроорганизмов в чашках Петри, ребята вырастили девять колоний, создавая в лаборатории кислую среду для микроорганизмов. Эксперимент показал, что выращенные в лаборатории микробы способны к железоредукции, а значит, могут применяться для получения электроэнергии.

Школьники, которые приняли участие в проекте, увлекаются биологией и экологией. Проект помог им углубить знания. Например, Сергей Кутузов впервые получил возможность поработать с высокотехнологичным оборудованием: спектрофотометром, микроскопом с иммерсионным объективом, лабораторным инкубатором, лабораторными плитами, паровым стерилизатором и другими приборами. Кроме того, участники команды сами писали тезисы и выводы для научной статьи.

С этим проектом школьники выиграли региональный этап конкурса «Большие вызовы», а также выступили на нескольких крупных конференциях, таких как «Галактика науки» и «Эрудит».

Всероссийская образовательная инициатива «Сириус.Лето» реализуется с мая 2020 года. Школьники летом находят задачу для проектной работы и трудятся над ней в течение учебного года. Все задания связаны с актуальными современными вопросами науки, технологий, бизнеса. На этой программе ребята работают вместе со студентами региональных вузов, которые курируют проект и помогают участникам на всех этапах. В конце учебного года школьники защищают свои проекты. В сезоне 2022/23 в проект «Сириус.Лето» включились 10 120 школьников и 2 442 студента.