Tungsten sebagai perisai sinaran antara bintang?

Takat didih 5900 darjah Celsius dan kekerasan seperti berlian dalam kombinasi dengan karbon: tungsten ialah logam yang paling berat, namun mempunyai fungsi biologi—terutamanya dalam mikroorganisma yang menyukai haba. Pasukan yang diketuai oleh Tetyana Milojevic dari Fakulti Kimia di Universiti Vienna melaporkan buat kali pertama interaksi mikrob-tungsten yang jarang berlaku pada julat nanometer. Berdasarkan penemuan ini, bukan sahaja biogeokimia tungsten, tetapi juga kebolehmandirian mikroorganisma dalam keadaan angkasa lepas boleh disiasat. Hasilnya muncul baru-baru ini dalam jurnal Frontiers in Microbiology.

Sebagai logam yang keras dan jarang ditemui, tungsten, dengan sifatnya yang luar biasa dan takat lebur tertinggi bagi semua logam, adalah pilihan yang sangat tidak mungkin untuk sistem biologi. Hanya beberapa mikroorganisma, seperti archaea termofilik atau mikroorganisma bebas nukleus sel, telah menyesuaikan diri dengan keadaan melampau persekitaran tungsten dan menemui cara untuk mengasimilasikan tungsten. Dua kajian terbaru oleh ahli biokimia dan ahli astrobiologi Tetyana Milojevic dari Jabatan Kimia Biofizik, Fakulti Kimia di Universiti Vienna, menjelaskan kemungkinan peranan mikroorganisma dalam persekitaran yang diperkaya dengan tungsten dan menerangkan antara muka mikroba tungsten skala nano yang melampau. mikroorganisma yang menyukai haba dan asid Metallosphaera sedula yang ditanam dengan sebatian tungsten (Rajah 1, 2). Mikroorganisma ini juga yang akan diuji untuk kemandirian semasa perjalanan antara bintang dalam kajian masa depan dalam persekitaran angkasa lepas. Tungsten boleh menjadi faktor penting dalam hal ini.

Daripada polioxometalat tungsten sebagai rangka kerja tak organik yang mengekalkan hayat kepada pemprosesan bio mikrob bijih tungsten

Sama seperti sel mineral ferus sulfida, polioxometalat buatan (POM) dianggap sebagai sel tak organik dalam memudahkan proses kimia pra hayat dan memaparkan ciri "seperti kehidupan". Walau bagaimanapun, kaitan POM dengan proses mengekalkan hayat (cth, respirasi mikrob) masih belum ditangani. "Menggunakan contoh Metallosphaera sedula, yang tumbuh dalam asid panas dan bernafas melalui pengoksidaan logam, kami menyiasat sama ada sistem tak organik yang kompleks berdasarkan kelompok POM tungsten boleh mengekalkan pertumbuhan M. sedula dan menjana percambahan dan pembahagian selular," kata Milojevic.

Para saintis dapat menunjukkan bahawa penggunaan kluster POM tak organik berasaskan tungsten membolehkan penggabungan spesies tungsten redoks heterogen ke dalam sel mikrob. Mendapan organologam di antara muka antara M. sedula dan W-POM telah dilarutkan ke julat nanometer semasa kerjasama yang membuahkan hasil dengan Pusat Mikroskop Elektron dan Nanoanalisis Austria (FELMI-ZFE, Graz).” Penemuan kami menambah M. sedula bertatahkan tungsten kepada rekod pertumbuhan spesies mikrob terbiomineral, antaranya archaea jarang diwakili,” kata Milojevic. Biotransformasi scheelite mineral tungsten yang dilakukan oleh thermoacidophile M. sedula yang melampau membawa kepada pecahnya struktur scheelite, pelarutan tungsten seterusnya, dan mineralisasi tungsten permukaan sel mikrob (Rajah 3). Struktur nano seperti tungsten karbida biogenik yang diterangkan dalam kajian ini mewakili bahan nano lestari yang berpotensi diperolehi oleh reka bentuk bantuan mikrob mesra alam.


Masa siaran: Dis-02-2019