Cientistas descobrem bactérias que usam a luz para ‘respirar’ eletricidade

Ella Maru Studio

cytochrome OmcS

Agora, o laboratório de Malvankar está a explorar como a descoberta deste desenvolvimento poderia ser utilizada para estimular o crescimento da otoeletrónica.

Sabia que as bactérias no mundo natural respiram inspirando o excesso de electrões, o que dá origem a uma rede eléctrica intrínseca? De acordo novo estudo, realizado por investigadores da Universidade de Yale, a luz poderia sobrecarregar esta atividade eletrónica dentro das bactérias do biofilme (comunidades biológicas com um elevado grau de organização), produzindo um aumento de até 100 vezes na condutividade eléctrica.

“O aumento dramático da corrente de nanofios expostos à luz mostra uma fotocorrente estável e robusta que persiste durante horas”, explicou Nikhil Malvankar, professor associado de Biofísica Molecular e Bioquímica (MBB) no Instituto de Ciências Microbianas de Yale. A equipa procura agora aproveitar ao máximo esta nova descoberta e encontrar aplicações para a mesma, tais como a eliminação de resíduos de bio-perigosos e a criação de novas fontes de combustível renováveis.

É comum que os seres vivos respirem oxigénio para se livrarem do excesso de electrões ao converterem nutrientes em energia. No entanto, as bactérias do solo que vivem nas profundezas dos oceanos ou enterradas no subsolo durante milhares de milhões de anos não têm acesso a este valioso oxigénio.

Por conseguinte, desenvolveram uma forma de respirar através de “minerais respiráveis” através de pequenos filamentos de proteínas chamados nanowires. Os cientistas descobriram que, quando estes tipos de bactérias foram expostos à luz, produziram um aumento substancial e surpreendente da corrente eléctrica. “Ninguém sabia como isto acontecia”, disse Malvankar.

No novo estudo, a equipa de investigação liderada pelo investigador de pós-doutoramento Jens Neu e pela estudante Catharine Shipps descobriu que este processo era alimentado por uma proteína contendo metal conhecida como Cytochrome OmcS (que constitui os nanofios bacterianos, as ferramentas que as bactérias utilizam para respirar). Esta atua essencialmente como um fotocondutor natural, facilitando a transferência eficiente de electrões quando os biofilmes são expostos à luz.

Ainda assim, Malvankar ressalva que esta é “uma forma completamente diferente de fotossíntese”, disse Malvankar. “Aqui, a luz está a acelerar a respiração por bactérias devido à rápida transferência de electrões entre nanofios”.

Agora, o laboratório de Malvankar está a explorar como a descoberta deste desenvolvimento poderia ser utilizada para estimular o crescimento da otoelectrónica e até mesmo capturar metano, ajudando na luta contra o aquecimento global.

Estas não são as únicas bactérias que se encontram com propriedades úteis. Em Agosto de 2018, uma equipa de microbiologistas da Universidade do Estado de Washington encontrou bactérias na Bacia de Geyser do Lago do Coração do Parque Nacional de Yellowstone que podiam “respirar” electricidade passando electrões para o exterior de metais ou minerais, utilizando pêlos salientes em forma de fio.

À medida que as bactérias trocam electrões, produzem um fluxo de eletricidade que poderia eventualmente ser aproveitado para aplicações de baixa potência. Em teoria, desde que as bactérias tenham combustível, podem produzir continuamente energia, especifica .

Então, em junho de 2022, uma equipa de investigadores da Universidade de Binghamton encontrou uma forma de alimentar biobaterias durante semanas, utilizando três tipos de bactérias colocadas em câmaras separadas.

Estas descobertas indicam que a natureza pode fornecer muitas soluções para algumas das questões mais intransponíveis da atualidade. Tudo o que é necessário é um pouco de investigação e desenvolvimento na direção certa. As descobertas foram publicadas pela primeira vez na revista Nature Communications.

  ZAP //

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