Los dispositivos electrónicos todavía están hechos de materiales sin vida. Sin embargo, un día, los "cyborgs microbianos" podrían usarse en pilas de combustible, biosensores o biorreactores. Los científicos del Instituto de Tecnología de Karlsruhe KIT han creado el requisito previo necesario al desarrollar un programable, sistema biohíbrido que consiste en un nanocompuesto y el Shewanella oneidensis bacteria que produce electrones. El material sirve como andamiaje para las bacterias y, al mismo tiempo, conduce la corriente producida microbianamente. Los resultados se informan en Materiales aplicados e interfaces ACS .
La bacteria Shewanella oneidensis pertenece a las llamadas bacterias exoelectrogénicas. Estas bacterias pueden producir electrones en el proceso metabólico y transportarlos al exterior de la célula. Sin embargo, el uso de este tipo de electricidad siempre ha estado limitado por la interacción restringida de organismos y electrodos. ContrarioEn el caso de las baterías convencionales, el material de esta "batería orgánica" no solo tiene que conducir electrones a un electrodo, sino también conectar óptimamente la mayor cantidad posible de bacterias a este electrodo. Hasta ahora, se han incorporado materiales conductores en los que se pueden incrustar bacterias.ineficiente o ha sido imposible controlar la corriente eléctrica.
El equipo del profesor Christof M. Niemeyer ahora ha logrado desarrollar un nanocompuesto que apoya el crecimiento de bacterias exoelectrogénicas y, al mismo tiempo, conduce la corriente de forma controlada. "Producimos un hidrogel poroso que consiste en nanotubos de carbono ynanopartículas de sílice entretejidas por cadenas de ADN ", dice Niemeyer. Luego, el grupo agregó la bacteria Shewanella oneidensis y un medio nutriente líquido para el andamio. Y esta combinación de materiales y microbios funcionó. "Cultivo de Shewanella oneidensis en materiales conductores demuestra que las bacterias exoelectrogénicas se depositan en el andamio, mientras que otras bacterias, como Escherichia coli , permanezca en la superficie de la matriz ", explica el microbiólogo Profesor Johannes Gescher. Además, el equipo demostró que el flujo de electrones aumentó con un número creciente de células bacterianas que se asentaron en la matriz conductora sintética. Este compuesto biohíbrido permaneció estable durante varios años.días y exhibió actividad electroquímica, lo que confirma que el compuesto puede conducir eficientemente los electrones producidos por las bacterias a un electrodo.
Tal sistema no solo tiene que ser conductivo, también debe ser capaz de controlar el proceso. Esto se logró en el experimento: como resultado, para desconectar la corriente, los investigadores agregaron una enzima que corta las cadenas de ADN.de los cuales el compuesto se descompone.
"Hasta donde sabemos, ahora se ha descrito por primera vez un material biohíbrido funcional tan complejo. En conjunto, nuestros resultados sugieren que las aplicaciones potenciales de dichos materiales podrían incluso extenderse más allá de los biosensores microbianos, biorreactores y sistemas de celdas de combustible,"Niemeyer enfatiza.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Karlsruher für Technologie KIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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