Se sabe que algunas bacterias producen su propia electricidad, lo que podría hacerlas útiles para fabricar baterías y pilas de combustible. Sin embargo, hasta ayer los intentos habían sido ineficaces e inflexibles.
Hoy, buenas noticias en el campo de baterías innovadoras. Investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) han creado una estructura "biohíbrida" construida alrededor de un hidrogel que puede soportar microbios mientras recolecta eficientemente su energía. Las bacterias en el centro de este sistema se conocen como bacterias exoelectrogénicas: esta familia de microbios puede producir electrones, transferirlos a través de su membrana externa y, por lo tanto, alejarlos de su célula. Si podemos capturar estos electrones, las bacterias exoelectrogénicas pueden ayudar esencialmente a construir una batería viva.
Pero hay un delicado equilibrio, y evidentemente los intentos anteriores no lo han respetado. Se requieren materiales conductores para desviar los electrones en un electrodo, pero la mayoría de estos no son ideales para la supervivencia de las bacterias. Aquellos que son más acogedores con la vida, en cambio, no son conductores eficientes. En resumen: si había un buen conductor, mataba bacterias y por lo tanto no tenía energía. Sin batería viva. Si el conductor no era bueno, las bacterias permanecían vivas pero no se producía suficiente energía.
El nuevo estudio para la batería viva.
Para el nuevo estudio, los investigadores desarrollaron su propio material que tenía como objetivo resolver este callejón sin salida y salvar "la cabra y el repollo", o más bien "el conductor y las bacterias". Consiste en un hidrogel hecho de nanotubos de carbono y nanopartículas de sílice, que conducen la electricidad. Todo esto se mantiene unido por hebras de ADN. Luego se agregan bacterias exoelectrogénicas a esta infraestructura junto con un medio de cultivo rico en nutrientes para mantenerlas vivas.
Los investigadores dicen que la receta podría modificarse para modificar algunas propiedades del material, en particular cambiando el tamaño y las secuencias de las cadenas de ADN.
El equipo descubrió que las bacterias crecían bien en el material, penetrando profundamente en los poros del hidrogel. El hidrogel también hizo un buen trabajo al conducir la electricidad. Los investigadores también construyeron una forma de apagar la batería. Cuando ya no se necesita energía, se puede agregar una enzima que "corta" las hebras de ADN y colapsa el material.
La investigación fue publicada en la revista. Materiales e interfaces aplicados ACS .
fuente: American Chemical Society.
