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Effect of electrode spacing on electron transfer and conductivity of Geobacter sulfurreducens biofilms.
Bioelectrochemistry ( IF 4.8 ) Pub Date : 2019-10-04 , DOI: 10.1016/j.bioelechem.2019.107395 Panpan Liu 1 , Abdelrhman Mohamed 2 , Peng Liang 3 , Haluk Beyenal 2
Bioelectrochemistry ( IF 4.8 ) Pub Date : 2019-10-04 , DOI: 10.1016/j.bioelechem.2019.107395 Panpan Liu 1 , Abdelrhman Mohamed 2 , Peng Liang 3 , Haluk Beyenal 2
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To understand electron transport in electrochemically active biofilms, it is necessary to elucidate the heterogeneous electron transport across the biofilm/electrode interface and in the interior of G. sulfurreducens biofilms bridging gaps of varying widths. The conductivity of Geobacter sulfurreducens biofilm bridging nonconductive gaps with widths of 5µm, 10µm, 20µm and 50µm is investigated. Results of electrochemical gating measurement show that biofilm conductivity peaks at the potential of -0.35V vs. Ag/AgCl. The biofilm conductivity increases with gap width (10.4±0.2µScm-1 in 5µm gap, 13.3±0.2µScm-1 in 10µm gap, 16.7±1.4µScm-1 in 20µm gap and 41.8±2.02µScm-1 in 50µm gap). These results revealed that electron transfer in G. sulfurreducens biofilm is a redox-driven. In addition, higher biofilm conductivities and lower charge transfer resistances are observed in all gaps under a turnover condition than in those under a non-turnover condition. Our results offer insights into the spatial heterogeneity of biofilm structure and extracellular electron transfer in electrochemically active biofilms.
中文翻译：
电极间距对减少土硫杆菌生物膜电子传递和电导率的影响。
为了理解电化学活性生物膜中的电子传输，有必要阐明跨生物膜/电极界面以及在G.硫还原生物膜中的异质电子传输，这些生物膜弥合了不同宽度的间隙。研究了弥合不导电间隙的，减少宽度为5μm，10μm，20μm和50μm的减少土硫杆菌生物膜的电导率。电化学门控测量的结果表明，生物膜电导率在相对于Ag / AgCl的电位为-0.35V时达到峰值。生物膜电导率随间隙宽度的增加而增加（5μm间隙为10.4±0.2μScm-1，10μm间隙为13.3±0.2μScm-1，20μm间隙为16.7±1.4μScm-1，50μm间隙为41.8±2.02μScm-1）。这些结果表明，硫还原菌生物膜中的电子转移是氧化还原驱动的。此外，与未翻转条件相比，在翻转条件下所有间隙中均观察到更高的生物膜电导率和更低的电荷转移阻力。我们的结果提供了对生物膜结构的空间异质性和电化学活性生物膜中细胞外电子转移的见解。
更新日期：2019-10-05
中文翻译：
电极间距对减少土硫杆菌生物膜电子传递和电导率的影响。
为了理解电化学活性生物膜中的电子传输，有必要阐明跨生物膜/电极界面以及在G.硫还原生物膜中的异质电子传输，这些生物膜弥合了不同宽度的间隙。研究了弥合不导电间隙的，减少宽度为5μm，10μm，20μm和50μm的减少土硫杆菌生物膜的电导率。电化学门控测量的结果表明，生物膜电导率在相对于Ag / AgCl的电位为-0.35V时达到峰值。生物膜电导率随间隙宽度的增加而增加（5μm间隙为10.4±0.2μScm-1，10μm间隙为13.3±0.2μScm-1，20μm间隙为16.7±1.4μScm-1，50μm间隙为41.8±2.02μScm-1）。这些结果表明，硫还原菌生物膜中的电子转移是氧化还原驱动的。此外，与未翻转条件相比，在翻转条件下所有间隙中均观察到更高的生物膜电导率和更低的电荷转移阻力。我们的结果提供了对生物膜结构的空间异质性和电化学活性生物膜中细胞外电子转移的见解。
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