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.
Dr. Lorenzo Travaglini, o principal autor do artigo, disse: “Nossas descobertas abrem possibilidades para o desenvolvimento de componentes e dispositivos elétricos sustentáveis e ecologicamente corretos, com base em proteínas.” Ele acrescentou ainda, “Esses nanofios projetados podem um dia levar a inovações em coleta de energia, aplicações biomédicas e sensoriamento ambiental.”
Estes desenvolvimentos no campo interdisciplinar que mistura engenharia de proteínas e nanoeletrônica dão origem a certas promessas. Elas podem ajudar a inovar tecnologias avançadas que conectam sistemas biológicos com dispositivos eletrônicos.
Falando sobre esses desenvolvimentos, o Dr. Travaglini, que é supervisionado por Dr. Dominic Glover no SYNbioLAB da Escola de Biotecnologia e Ciências Biomoleculares, transmitido, “No final das contas, nosso objetivo é modificar os materiais produzidos por bactérias para criar componentes eletrônicos. Isso pode levar a uma nova era de eletrônicos verdes, 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.
Sobre isso, o Dr. Travaglini disse: “Começamos a perceber que sob o que é considerado 'condições ambientais', entre 20% e 30% de umidade, a corrente elétrica era mais forte.”
Inspiração Natural
As bactérias naturais também produzem uso de seus filamentos condutores ou nanofios para mover elétrons através de suas membranas. Esses filamentos especiais podem se conectar com células vivas. Eles podem se tornar muito úteis em biossensores para rastrear sinais dentro do corpo usando uma conexão homem-máquina.
No entanto, quando extraídos diretamente de bactérias, torna-se difícil modificar esses nanofios naturais e limita sua funcionalidade. A equipe de pesquisadores percebeu que a proteína feita pela bactéria não conduziria bem a eletricidade por si só. Eles precisa incluir um ingrediente específico que seja uma molécula heme. Acabou sendo a peça que faltava neste quebra-cabeça.
Aqui vem o bactérias que podem salvar o planeta do crescente problema do plástico.
Usando a umidade para gerar energia
Heme é como um pequeno círculo com um átomo de ferro no centro. Essa estrutura circular, também chamada de anel de porfirina, ajuda a transportar oxigênio nos 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”, O Dr. Travaglini acrescentou.
Descobrir como bactérias modificadas desempenham papel fundamental na recuperação de minerais de baterias de veículos elétricos usadas.
Numerosas possibilidades futuras
Pesquisadores da UNSW desenvolvem eletrônica verde com nanofios de bactérias e isso pode abrir caminho para o produção de dispositivos elétricos a partir de materiais ecológicos e seguros, o que exigirá energia extremamente baixa.
Ao alterar a estrutura química do heme ou do entorno do filamento, o as propriedades desses grupos de proteínas podem ser ajustadas. Os cientistas da equipe estão atualmente testando diferentes moléculas de porfirina para alterar as características do material, como as sensíveis à luz. “Este nível de controle é difícil de ser alcançado com nanofios bacterianos naturais, destacando a versatilidade e o potencial da nossa abordagem sintética”, comentou o Dr. Travaglini.
O Dr. Travaglini enfatiza que sua equipe ainda está nas fases iniciais de sua pesquisa. Ele sugere que ainda há algum tempo antes que possamos testemunhar a implementação desses filamentos projetados em nossos eletrônicos diários.
fonte: 'Nanofios' de bactérias podem ajudar cientistas a desenvolver eletrônicos verdes
