Ci sono sforzi costanti per sviluppare alternative migliori e più durature per le risorse non rinnovabili. Di recente, in un nuovo studio, i ricercatori dell'UNSW stanno sviluppando elettronica verde con nanofili di batteri. Hanno modificato i filamenti proteici prodotti dai batteri per consentire loro di trasportare elettricità. Hanno svelato che questi nanofili proteici modificati possono condurre elettricità su brevi distanze utilizzando l'umidità nell'aria.
Dott. Lorenzo Travaglini, l'autore principale dell'articolo, ha affermato: "Le nostre scoperte aprono possibilità per lo sviluppo di componenti e dispositivi elettrici sostenibili e rispettosi dell'ambiente, basati sulle proteine". Ha inoltre aggiunto: "Questi nanofili ingegnerizzati potrebbero un giorno portare a innovazioni nella raccolta di energia, nelle applicazioni biomediche e nel rilevamento ambientale".
Questi sviluppi nel campo interdisciplinare che combina sia l'ingegneria proteica che la nanoelettronica danno origine a certe promesse. Possono aiutare a innovare tecnologie avanzate che collegano i sistemi biologici con i dispositivi elettronici.
Parlando di questi sviluppi, il Dott. Travaglini, che è supervisionato da Dott. Dominic Glover nel SYNbioLAB della Facoltà di Biotecnologie e Scienze Biomolecolari, trasmesso, "In definitiva, il nostro obiettivo è modificare i materiali prodotti dai batteri per creare componenti elettronici. Ciò potrebbe portare a un'era completamente nuova di elettronica verde, contribuendo a dare forma a un futuro più sostenibile".
Inizialmente, sia il dott. Travaglini che il dott. Glover volevano trasformare un materiale naturale in un filo conduttore. Ma si sono imbattuti in qualcosa di inaspettato.
A questo proposito il Dott. Travaglini ha affermato: "Abbiamo iniziato a notare che in quelle che vengono considerate 'condizioni ambientali', ovvero con un'umidità compresa tra il 20% e il 30%, la corrente elettrica era più forte."
Ispirazione naturale
Anche i batteri naturali producono utilizzo del loro filamento conduttivo o nanofili per spostare gli elettroni attraverso le loro membrane. Questi filamenti speciali possono connettersi con le cellule viventi. Possono rivelarsi molto utili nei biosensori per tracciare i segnali all'interno del corpo usando una connessione uomo-macchina.
Tuttavia, quando vengono estratti direttamente dai batteri, diventa difficile modificare questi nanofili naturali e ne limita la funzionalità. Il team di ricercatori si è reso conto che la proteina prodotta dai batteri non avrebbe condotto bene l'elettricità da sola. è necessario includere un ingrediente specifico che sia una molecola emeSi è rivelato il pezzo mancante di questo puzzle.
Ecco che arriva il batteri che possono salvare il pianeta dal problema della plastica in continua crescita.
Utilizzare l'umidità per generare energia
L'eme è come un piccolo cerchio con un atomo di ferro al centro. Questa struttura circolare, detta anche anello porfirinico, aiuta a trasportare l'ossigeno nei globuli rossi dai polmoni alle altre parti del corpo.
- Il team ha analizzato quanto bene questi filamenti conducessero l'elettricità. Per testarlo, hanno posizionare il materiale su un elettrodo e applicare un potenziale elettrico.
- Poi hanno deciso di effettuare altri test. Ora sono state utilizzate quantità più spesse di materiale posto tra 2 elettrodi d'oro.
- Dopo aver scoperto che il filamento reagiva all'umidità, hanno sviluppato un sensore di umidità di base.
- Semplicemente respirando nel dispositivo, è possibile misurare come la corrente cambia in base all'umidità presente nell'aria.
“Abbiamo scoperto che ogni picco nella conduttività della fibra corrispondeva a un’espirazione”, ha aggiunto il dott. Travaglini.
Numerose possibilità future
I ricercatori dell'UNSW stanno sviluppando l'elettronica verde con nanofili di batteri e questo potrebbe aprire la strada al produzione di dispositivi elettrici da materiali ecocompatibili e sicuri, che richiederà una potenza estremamente bassa.
Modificando la struttura chimica dell'eme o l'ambiente circostante il filamento, il le proprietà di questi gruppi proteici possono essere modificate. Attualmente il team di scienziati sta sperimentando diverse molecole di porfirina per modificare le caratteristiche del materiale, come la sensibilità alla luce. “Questo livello di controllo è difficile da raggiungere con i nanofili batterici naturali, evidenziando la versatilità e il potenziale del nostro approccio sintetico”, ha commentato il Dott. Travaglini.
Il Dott. Travaglini sottolinea che il suo team è ancora nelle fasi iniziali della ricerca. Secondo lui ci vorrà ancora del tempo prima di poter assistere all'implementazione di questi filamenti ingegnerizzati nei nostri dispositivi elettronici di uso quotidiano.
Fonte: I "nanofili" dei batteri potrebbero aiutare gli scienziati a sviluppare l'elettronica verde
