Há esforços constantes para desenvolver alternativas melhores e mais duradouras para recursos não renováveis. Recentemente, em um novo estudo, pesquisadores da UNSW desenvolveram eletrônicos verdes com nanofios de bactérias. Eles modificaram filamentos de proteína feitos por bactérias para permitir que eles carreguem eletricidade. Eles revelaram que esses nanofios de proteína modificados podem conduzir eletricidade em curtas distâncias usando umidade do ar.
O Dr. Lorenzo Travaglini , autor principal do artigo, afirmou: "Nossas descobertas abrem possibilidades para o desenvolvimento de componentes e dispositivos elétricos sustentáveis e ecologicamente corretos, baseados em proteínas". Ele acrescentou ainda: "Esses nanofios projetados podem um dia levar a inovações na captação de energia, aplicações biomédicas e sensoriamento ambiental".
Esses avanços no campo interdisciplinar que combina engenharia de proteínas e nanoeletrônica trazem consigo certas promessas. Eles podem ajudar a inovar tecnologias avançadas que conectam sistemas biológicos a dispositivos eletrônicos.
Ao falar sobre esses avanços, o Dr. Travaglini, que é supervisionado pelo Dr. Dominic Glover no SYNbioLAB da Escola de Biotecnologia e Ciências Biomoleculares, afirmou: “Em última análise, nosso objetivo é modificar os materiais produzidos por bactérias para criar componentes eletrônicos. Isso pode levar a uma nova era da eletrônica verde, ajudando a moldar um futuro mais sustentável.”
Inicialmente, tanto o Dr. Travaglini quanto o Dr. Glover queriam transformar um material natural em um fio condutor. Mas eles tropeçaram em algo inesperado.
A respeito disso, o Dr. Travaglini disse: "Começamos a perceber que, naquilo que é considerado 'condições ambientais', entre 20% e 30% de umidade, a corrente elétrica era mais forte."
Inspiração Natural
As bactérias que ocorrem naturalmente também utilizam seus filamentos condutores ou nanofios para mover elétrons através de suas membranas. Esses filamentos especiais podem se conectar com células vivas. Eles podem ser bastante úteis em biossensores para rastrear sinais dentro do corpo, utilizando uma conexão homem-máquina.
No entanto, quando extraídas diretamente de bactérias, essas nanofibras naturais tornam-se difíceis de modificar, o que limita sua funcionalidade. A equipe de pesquisadores percebeu que a proteína produzida pelas bactérias não conduzia eletricidade de forma eficiente por si só. Precisavam, então, adicionar um ingrediente específico: uma molécula de heme . Essa molécula acabou sendo a peça que faltava para solucionar o problema.
Eis que surge a bactéria que pode salvar o planeta do problema crescente do plástico.
Usando a umidade para gerar energia
O heme é como um pequeno círculo com um átomo de ferro no centro. Essa estrutura circular, também chamada de anel porfirínico, ajuda a transportar oxigênio dos glóbulos vermelhos dos pulmões para outras partes do corpo.
- A equipe analisou o quão bem esses filamentos conduziam eletricidade. Para testá-lo, eles coloque o material em um eletrodo e aplique um potencial elétrico.
- Então eles decidiram realizar mais alguns testes. Eles agora usou quantidades mais espessas do material colocadas entre 2 eletrodos de ouro.
- Depois de perceber que o filamento reagia à umidade, eles desenvolveram um sensor de umidade básico.
- Simplesmente respirando no dispositivo, ele permite que eles medir como a corrente muda com a umidade do ar.
“Descobrimos que cada pico na condutividade da fibra correspondia a uma expiração”, acrescentou o Dr. Travaglini.
Numerosas possibilidades futuras
Pesquisadores da UNSW estão desenvolvendo eletrônica verde com nanofios bacterianos, o que pode abrir caminho para a produção de dispositivos elétricos a partir de materiais ecológicos e seguros , que exigirão energia extremamente baixa.
Ao alterar a estrutura química do heme ou o ambiente ao redor do filamento, as propriedades desses grupos proteicos podem ser ajustadas. A equipe de cientistas está atualmente testando diferentes moléculas de porfirina para alterar as características do material, como a sensibilidade à luz. "Esse nível de controle é difícil de alcançar com nanofios bacterianos naturais, o que destaca a versatilidade e o potencial da nossa abordagem sintética", comentou o Dr. Travaglini.
O Dr. Travaglini enfatiza que sua equipe ainda está nos estágios iniciais da pesquisa. Ele sugere que ainda levará algum tempo até que eles possam testemunhar a implementação desses filamentos projetados em nossos dispositivos eletrônicos do dia a dia.
Fonte : 'Nanofios' bacterianos podem ajudar cientistas a desenvolver eletrônicos verdes
