O mundo natural tem sua própria rede elétrica, composta por uma rede global de minúsculos nanofios gerados por bactérias, no solo e nos oceanos, que respiram exalando elétrons em excesso.
Pesquisadores descobriram agora que a luz é um elemento crucial na geração dessa atividade eletrônica dentro dessas colônias de bactérias.
Quando os nanofios produzidos por bactérias foram expostos à luz, isso gerou um aumento de até 100 vezes na condutividade elétrica dessa rede natural.
“Os aumentos drásticos na corrente nos nanofios expostos à luz mostram uma fotocorrente estável e robusta, que persiste por horas”, disse o professor Nikhil Malvankar, da Universidade de Yale, nos EUA, que estuda há alguns anos como aproveitar fios elétricos de bactérias em nova bioeletrônica.
Esta descoberta torna ainda mais promissoras estas formas inovadoras de explorar esta corrente elétrica oculta na natureza para uma variedade de propósitos, desde a eliminação de resíduos de risco biológico até a criação de novas fontes de combustíveis renováveis.
Fotossíntese metálica
Quase todos os seres vivos respiram oxigênio para se livrar do excesso de elétrons gerados durante a conversão de nutrientes em energia.
Sem acesso ao oxigênio, no entanto, bactérias que vivem nas profundezas dos oceanos ou enterradas no subsolo desenvolveram uma maneira de “respirar minerais” através de pequenos filamentos de proteína chamados nanofios.
A novidade é que quando as bactérias foram expostas à luz, houve um aumento surpreendente na corrente elétrica viajando através dos nanofios – surpreendente porque a maioria das bactérias testadas vive nas profundezas do solo, longe do alcance da luz.
E esta otimização de energia faz com que as bactérias produtoras de nanofios cresçam muito mais rápido.
Os pesquisadores Jens Neu e Catharine Shipps analisaram o fenômeno e concluíram que uma proteína conhecida como citocromo OmcS – que compõe os nanofios bacterianos e contém metal em sua estrutura – atua como um fotocondutor natural:
Os nanofios facilitam muito a transferência de elétrons quando os biofilmes são expostos à luz.
“É uma forma completamente diferente de fotossíntese”, disse Malvankar. “Aqui, a luz está acelerando a respiração das bactérias devido à rápida transferência de elétrons entre os nanofios.
A equipe já está trabalhando em maneiras de explorar essa condutividade elétrica bacteriana otimizada para melhorar os componentes optoeletrônicos, que conectam a eletrônica e a fotônica em inúmeros campos, de sensores a computadores movidos a luz.
Eles também acreditam que a rede elétrica da natureza pode ser usada para capturar metano, um gás de efeito estufa conhecido por ser um contribuinte significativo para as mudanças climáticas globais.
Fonte
Artigo: Biofilmes microbianos como fotocondutores vivos devido à transferência ultrarrápida de elétrons em nanofios de citocromo OmcS
Autores: Jens Neu, Catharine C. Shipps, Matthew J. Guberman-Pfeffer, Cong Shen, Vishok Srikanth, Jacob A. Spies, Nathan D. Kirchhofer, Sibel Ebru Yalcin, Gary W. Brudvig, Victor S. Batista, Nikhil S. Malvankar
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A NATUREZA TEM UMA REDE ELÉTRICA DE NANOFIOS DE BACTÉRIAS, ACIONADOS POR LUZ
Inovação Tecnológica
