Alcuni batteri sono noti per produrre la propria elettricità , il che potrebbe renderli utili nella composizione di batterie e celle a combustibile. Fino a ieri però i tentativi erano stati inefficienti e poco flessibili.
Oggi, buone nuove nel campo delle batterie innovative. I i ricercatori dell’Istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT) hanno creato una struttura “bioibrida” costruita attorno a un idrogel in grado di supportare i microbi mentre raccolgono efficacemente la loro energia. I batteri al centro di questo sistema sono noti come batteri esoelettrogeni: questa famiglia di microbi può produrre elettroni, trasferirli attraverso la loro membrana esterna e quindi lontano dalla loro cellula. Se riusciamo a catturare questi elettroni, i batteri esoelettrogeni possono essenzialmente aiutare a costruire una batteria vivente.
Ma c’è un delicato equilibrio, ed evidentemente i precedenti tentativi avevano fallito nel rispettarlo. Sono necessari materiali conduttivi per deviare gli elettroni su un elettrodo, ma la maggior parte di questi non è l’ideale per la sopravvivenza dei batteri. Quelli che sono più accoglienti per la vita, d’altra parte, non sono conduttori efficienti. In sintesi: se c’era un buon conduttore, uccideva i batteri e dunque niente energia. Niente batteria vivente. Se il conduttore non era buono, i batteri restavano vivi ma non si produceva abbastanza energia.
Il nuovo studio per la batteria vivente
Per il nuovo studio, i ricercatori hanno sviluppato il proprio materiale che mirava a risolvere questa empasse e a salvare “capra e cavoli”, o meglio “conduttore e batteri”. È costituito da un idrogel fatto di nanotubi di carbonio e nanoparticelle di silice, che conducono elettricità. Tutto questo è tenuto insieme da filamenti di DNA. A questa infrastruttura vengono poi aggiunti batteri esoelettrogeni insieme a un terreno di coltura ricco di nutrienti per mantenerli in vita.
I ricercatori affermano che la ricetta potrebbe essere modificata per modificare alcune proprietà del materiale, in particolare modificando le dimensioni e le sequenze dei filamenti di DNA.
Il team ha scoperto che i batteri sono cresciuti bene sul materiale, penetrando in profondità nei pori dell’idrogel. L’idrogel ha anche fatto un buon lavoro nel condurre l’elettricità. I ricercatori hanno anche costruito un modo per spegnere la batteria. Quando l’energia non è più necessaria, è possibile aggiungere un enzima che “taglia” i filamenti di DNA e fa collassare il materiale.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista ACS Applied Materials & Interfaces .
Fonte: American Chemical Society
