Immaginate un tubo di scarico con la parete foderata da una moquette di minuscole “dita” di gel, ciascuna ricoperta di batteri affamati. Il progetto è dell’università di Binghamton, negli Stati Uniti, e copia i villi dell’intestino, le pieghe a forma di dito con cui il corpo allarga la superficie su cui assorbe il cibo.
In laboratorio il prototipo ha tenuto 0,75 volt per 14 ore, quanto basta per una piccola lampadina LED, finché qualcuno continuava a dargli da mangiare.
Perché un intestino serve a una batteria di batteri
Le batterie a batteri hanno un problema di spazio. Lo racconta Seokheun Choi, il professore di Binghamton che ne costruisce da anni su carta, tessuto, metallo e polimeri. Sono quasi tutti materiali piatti, e una superficie piatta lascia poco posto ai Bacillus subtilis che producono la corrente. La carta, essendo porosa, offre qualche rilievo in più ma porta comunque problemi di resa.
L’intestino tenue risolve lo stesso problema da sempre: i villi moltiplicano la superficie senza ingrandire il tubo. Il gruppo di Choi, con i dottorandi Ruohan Zhang e Botian Wang, ha costruito dei veri e propri villi in idrogel flessibile con i batteri dentro, che fanno da anodo. Dall’altra parte sta un catodo fatto di tessuto di carbonio, separato da una membrana che lascia passare gli ioni.
Le dimensioni provate sono varie, ma il comunicato non dice quale abbia vinto.
14 ore con la flebo attaccata
Il risultato ve l’ho anticipato prima: 0,75 volt stabili per almeno 14 ore, con un flusso continuo di nutrienti a tenere vivi i batteri. Bastano per una piccola lampadina o per un microsensore. La tubatura di scarico, dove i batteri mangerebbero le scorie, per ora è una proposta (la riporta anche Tech Xplore). Una tubatura non si ferma di notte, e 14 ore sono meno di un giorno.
Choi stesso mette sul tavolo i problemi: i nutrienti non arrivano dappertutto e il biofilm, lo strato viscido dei batteri, cresce a macchia di leopardo. Dell’intestino hanno copiato l’architettura, ma la chimica che tiene vivi i batteri è ancora avanti.
A giugno 2022 raccontammo la biobatteria a 3 strati dello stesso Choi: durava settimane, era di carta e doveva imparare a galleggiare. Quattro anni dopo l’ambizione si è spostata dall’acqua al tubo, il progetto è diverso e la durata va da settimane a 14 ore.
Come concetto, invece, le celle a combustibile microbiche (batterie in cui lavorano i microbi) che ripuliscono gli scarichi esistono da tempo. Nel settembre 2024 vi parlammo di elettrodi che abbassavano del 74% la domanda chimica di ossigeno, il valore che misura quanto è sporca un’acqua.
La biobatteria a villi, con i suoi numeri
Pubblicazione: Ruohan Zhang, Botian Wang e Seokheun Choi, “Intestinal Villi-Inspired Living Biobatteries via Habitat-Engineered Conductive Hydrogel Architectures”, pubblicato su Small (2026), qui il comunicato di Binghamton University.
Prima del primo tubo di scarico
Orizzonte stimato: 7-15 anni, secondo la redazione.
Prima serve un bioelettrodo che imiti la chimica del tessuto vivo, poi un metodo di stampa in un solo passaggio. Toccherà quindi ai biofilm, da provare in acque vere. A 0,75 volt il lavoro adatto sono LED e microsensori, e un depuratore che si autoalimenta richiede un’altra scala.
Intanto, in laboratorio, le dita di gel lavorano finché qualcuno rabbocca il liquido dei nutrienti. Nel tubo di scarico dovranno campare con quello che ci passa dentro, giorno e notte, come fa l’intestino che hanno copiato.
