Como em Missão Impossível: Bateria de Bactérias Auto-Destrutiva
Os investigadores desenvolvem uma biobateria dissolvível utilizando probióticos para eletrónica bioreabsorvível que se pode degradar no corpo
Nos filmes da Missão: Impossível, o super-espião Ethan Hunt - interpretado por Tom Cruise - recebe ordens dos seus superiores sobre vários dispositivos que se auto-destroem em cinco segundos.
Poderá a eletrónica desintegrar-se em nada na vida real? O professor da Universidade de Binghamton, Seokheun "Sean" Choi tem investigado a "papertrónica" descartável ao longo dos últimos 20 anos, mas a parte mais difícil de fazer a chamada eletrónica transitória é a bateria.
"A eletrónica transitória pode ser utilizada em aplicações biomédicas e ambientais, mas tem de se desintegrar de uma forma biossegura", afirmou Choi, membro do corpo docente do Departamento de Engenharia Eléctrica e Informática da Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas Thomas J. Watson.
"Não queremos ter resíduos tóxicos no nosso corpo. Este tipo de dispositivo é designado por eletrónica bioreabsorvível. Para a eletrónica transitória ou bioreabsorvível, o principal desafio é a fonte de energia - mas a maioria das fontes de energia, como as baterias de iões de lítio, incluem material tóxico."
Choi e a sua equipa de estudantes de investigação tiraram lições da sua investigação anterior sobre biobaterias e aplicaram esses conhecimentos a uma nova ideia: num artigo recentemente publicado na revista Small, mostram o potencial da utilização de probióticos - microrganismos vivos que oferecem benefícios para a saúde quando ingeridos, mas que são inofensivos para o ambiente ou para os seres humanos.
Maedeh Mohammadifar, PhD '20, licenciada pelo Laboratório de Bioelectrónica e Microssistemas de Choi, desenvolveu a célula de combustível microbiana dissolvível original durante o seu tempo de estudante em Binghamton.
"Utilizámos bactérias produtoras de eletricidade bem conhecidas, o que está dentro do nível de biossegurança 1, por isso é seguro - mas não tínhamos a certeza do que aconteceria se estas bactérias fossem libertadas na natureza", disse Choi. "Mas sempre que fazia apresentações em conferências, as pessoas perguntavam: 'Então, estão a usar bactérias? Podemos usar isso em segurança?".
A atual aluna de doutoramento Maryam Rezaie liderou a investigação mais recente utilizando uma mistura pré-fabricada de 15 probióticos.
"Está bem documentado que os probióticos são seguros e biocompatíveis, mas não tínhamos a certeza se esses probióticos tinham capacidade de produzir eletricidade", disse Choi. "Havia uma dúvida, por isso ela fez muitas experiências sobre o assunto".
Os primeiros resultados revelaram-se pouco promissores, acrescentou, mas "não desistimos. Criámos uma superfície de elétrodo que poderia ser preferível às bactérias, utilizando polímeros e algumas nanopartículas para, hipoteticamente, melhorar o comportamento electrocatalítico dos probióticos e dar-lhes um impulso".
O elétrodo modificado era poroso e rugoso, o que oferecia excelentes condições para as bactérias se fixarem e crescerem, o que melhorava a capacidade electrogénica dos microrganismos. Revestir o papel dissolvível com um polímero pouco sensível ao pH - o que significa que só funcionará num ambiente ácido, como uma área poluída ou o sistema digestivo humano - aumentou a tensão de saída e a duração do funcionamento da bateria.
Apesar de terem produzido apenas uma pequena quantidade de energia, Choi considera as experiências como uma prova de conceito que ele e os futuros estudantes poderão desenvolver.
"É preciso fazer mais investigação", afirmou. "Utilizámos misturas de probióticos, mas quero estudar individualmente quais os que têm os genes eléctricos extra e como as interações sinérgicas podem melhorar a produção de energia. Além disso, nesta investigação, desenvolvemos uma única unidade de biobateria. Quero contactá-las em série ou em paralelo para melhorar a potência".
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Outras notícias do departamento ciência
