Como en Misión Imposible: Batería bacteriana autodestructible
Investigadores desarrollan una biobatería disoluble con probióticos para una electrónica biorreabsorbible que puede degradarse en el organismo
En las películas de Misión: Imposible, el superespía Ethan Hunt, interpretado por Tom Cruise, recibe órdenes de sus superiores sobre varios dispositivos que se autodestruyen en cinco segundos.
¿Podrían los aparatos electrónicos desintegrarse en la nada en la vida real? El profesor de la Universidad de Binghamton Seokheun "Sean" Choi ha investigado la "papertrónica" desechable durante los últimos 20 años, pero lo más difícil de fabricar la llamada electrónica transitoria es la batería.
"La electrónica transitoria puede utilizarse en aplicaciones biomédicas y medioambientales, pero debe desintegrarse de forma biológicamente segura", explica Choi, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Thomas J. Watson.
"No queremos tener residuos tóxicos dentro del cuerpo. Ese tipo de dispositivo se denomina electrónica biorreabsorbible. Para la electrónica transitoria o biorreabsorbible, el reto clave es la fuente de energía, pero la mayoría de las fuentes de energía, como las baterías de iones de litio, incluyen material tóxico."
Choi y su equipo de investigación estudiantil extrajeron enseñanzas de sus anteriores investigaciones sobre biobaterías y aplicaron esos conocimientos a una nueva idea: en un artículo publicado recientemente en la revista Small, muestran el potencial del uso de probióticos, microorganismos vivos que ofrecen beneficios para la salud cuando se ingieren pero que, por lo demás, son inocuos para el medio ambiente o los seres humanos.
Maedeh Mohammadifar, doctora en 20 años por el Laboratorio de Bioelectrónica y Microsistemas de Choi, desarrolló la pila de combustible microbiana disoluble original durante su época de estudiante en Binghamton.
"Utilizamos bacterias productoras de electricidad bien conocidas, que se encuentran dentro del nivel 1 de bioseguridad, por lo que son seguras, pero no estábamos seguros de lo que ocurriría si estas bacterias se liberaran en la naturaleza", explica Choi. "Pero siempre que hacía presentaciones en conferencias, la gente me preguntaba: 'Entonces, ¿estás utilizando bacterias? ¿Podemos utilizarlas con seguridad?".
La actual estudiante de doctorado Maryam Rezaie dirigió la última investigación utilizando una mezcla preelaborada de 15 probióticos.
"Está bien documentado que los probióticos son seguros y biocompatibles, pero no estábamos seguros de que tuvieran capacidad para producir electricidad", explica Choi. "Había una duda, así que hizo muchos experimentos al respecto".
Los primeros resultados fueron poco prometedores, añadió, pero "no nos rendimos. Diseñamos una superficie de electrodo que podría ser preferible para las bacterias, utilizando polímero y algunas nanopartículas para mejorar hipotéticamente el comportamiento electrocatalítico de los probióticos y darles un impulso".
El electrodo modificado era poroso y rugoso, lo que ofrecía unas condiciones excelentes para que las bacterias se adhirieran y crecieran, y eso mejoraba la capacidad electrogénica de los microorganismos. Al recubrir el papel disoluble con un polímero poco sensible al pH -lo que significa que sólo funcionará en un entorno ácido, como una zona contaminada o el sistema digestivo humano- se incrementó la salida de voltaje y la duración del funcionamiento de la pila.
Aunque sólo produjeron una pequeña cantidad de energía, Choi considera los experimentos como una prueba de concepto en la que él y futuros estudiantes podrán basarse.
"Hay que seguir investigando", afirma. "Usamos mezclas de probióticos, pero quiero estudiar individualmente cuáles tienen los genes eléctricos extra, y cómo las interacciones sinérgicas pueden mejorar la generación de energía. Además, en esta investigación desarrollamos en una sola unidad una biobatería. Quiero ponerlas en contacto en serie o en paralelo para mejorar la potencia".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
