Se realizan esfuerzos constantes para desarrollar alternativas mejores y más duraderas a los recursos no renovables. Recientemente, en un nuevo estudio, investigadores de la UNSW desarrollaron electrónica ecológica con nanocables bacterianos. Modificaron filamentos proteicos bacterianos para que puedan transportar electricidad. Descubrieron que estos nanocables proteicos modificados pueden conducir electricidad a corta distancia aprovechando la humedad del aire.
El Dr. Lorenzo Travaglini , autor principal del artículo, afirmó: «Nuestros hallazgos abren posibilidades para el desarrollo de componentes y dispositivos eléctricos sostenibles y respetuosos con el medio ambiente, basados en proteínas». Añadió además: «Estos nanocables diseñados podrían algún día dar lugar a innovaciones en la captación de energía, aplicaciones biomédicas y detección ambiental».
Estos avances en el campo interdisciplinario que combina la ingeniería de proteínas y la nanoelectrónica generan ciertas promesas. Pueden contribuir a la innovación de tecnologías avanzadas que conecten sistemas biológicos con dispositivos electrónicos.
En relación con estos avances, el Dr. Travaglini, supervisado por el Dr. Dominic Glover en el SYNbioLAB de la Facultad de Biotecnología y Ciencias Biomoleculares, comentó: «En definitiva, nuestro objetivo es modificar los materiales producidos por las bacterias para crear componentes electrónicos. Esto podría dar paso a una nueva era de la electrónica verde, contribuyendo a forjar un futuro más sostenible».
Inicialmente, tanto el Dr. Travaglini como el Dr. Glover querían transformar un material natural en un cable conductor. Pero se toparon con algo inesperado.
Al respecto, el Dr. Travaglini dijo: "Empezamos a notar que, en lo que se considera 'condiciones ambientales', entre un 20% y un 30% de humedad, la corriente eléctrica era más fuerte".
Inspiración natural
Las bacterias presentes de forma natural también utilizan filamentos conductores o nanocables para transportar electrones a través de sus membranas. Estos filamentos especiales pueden conectarse con células vivas y resultar muy útiles en biosensores para rastrear señales dentro del cuerpo mediante una conexión humano-máquina.
Sin embargo, al extraerlos directamente de las bacterias, resulta difícil modificar estos nanocables naturales, lo que limita su funcionalidad. El equipo de investigadores se percató de que la proteína producida por las bacterias no conduciría bien la electricidad por sí sola. Necesitaban incluir un ingrediente específico: una molécula de hemo . Esta resultó ser la pieza clave que faltaba para resolver el problema.
Aquí llegan las bacterias que pueden salvar al planeta del creciente problema del plástico.
Utilizando la humedad para generar energía
El grupo hemo es como un pequeño círculo con un átomo de hierro en su centro. Esta estructura circular, también llamada anillo de porfirina, ayuda a transportar oxígeno en los glóbulos rojos desde los pulmones a otras partes del cuerpo.
- El equipo analizó la eficacia de la conducción eléctrica de estos filamentos. Para comprobarlo,... Coloque el material sobre un electrodo y aplíquele un potencial eléctrico.
- Luego decidieron realizar más pruebas. Ahora... Se utilizaron cantidades más gruesas del material colocado entre 2 electrodos de oro..
- Después de darse cuenta de que el filamento reaccionaba a la humedad, desarrollaron un sensor de humedad básico.
- Con solo respirar en el dispositivo, les permite... medir cómo cambia la corriente con la humedad en el aire.
“Descubrimos que cada pico en la conductividad de la fibra correspondía a una exhalación”, añadió el Dr. Travaglini.
Numerosas posibilidades futuras
Investigadores de la UNSW están desarrollando electrónica ecológica con nanocables de bacterias, lo que podría allanar el camino para la producción de dispositivos eléctricos a partir de materiales ecológicos y seguros , que requerirán una energía extremadamente baja.
Al modificar la estructura química del grupo hemo o el entorno del filamento, se pueden ajustar las propiedades de estos grupos proteicos. El equipo de científicos está experimentando con diferentes moléculas de porfirina para alterar las características del material, como la fotosensibilidad. «Este nivel de control es difícil de lograr con nanocables bacterianos naturales, lo que pone de manifiesto la versatilidad y el potencial de nuestro enfoque sintético», comentó el Dr. Travaglini.
El Dr. Travaglini subraya que su equipo aún se encuentra en las primeras fases de su investigación. Sugiere que todavía falta tiempo para que puedan presenciar la implementación de estos filamentos diseñados en nuestros dispositivos electrónicos cotidianos.
Fuente : Los "nanocables" bacterianos podrían ayudar a los científicos a desarrollar electrónica ecológica.
