Ricercatori del Laboratorio di Elettronica Organica, Università di Linköping, insieme ai colleghi del Lawrence Berkeley National Laboratory di Berkeley, California, sviluppato un metodo che aumenta la potenza del segnale dalle celle elettrochimiche microbiche fino a venti volte. Il segreto è un film con un batterio incorporato:Shewanella oneidensis.

L'aggiunta di batteri ai sistemi elettrochimici è spesso un mezzo sensibile all'ambiente per convertire l'energia chimica in elettricità. Le applicazioni includono la purificazione dell'acqua, bioelettronica, biosensori, e per la raccolta e lo stoccaggio di energia nelle celle a combustibile. Un problema che ha incontrato la miniaturizzazione dei processi è che un'elevata intensità del segnale richiede elettrodi di grandi dimensioni e un grande volume di liquido.

Ricercatori dell'Università di Linköping, insieme ai colleghi del Lawrence Berkeley National Laboratory di Berkeley, California, STATI UNITI D'AMERICA, hanno ora sviluppato un metodo in cui incorporano il batterio elettroattivo Shewanella oneidensis in PEDOT:PSS, un polimero elettricamente conduttore, su un substrato di feltro di carbonio.

I ricercatori chiamano il risultato un "film composito batterico conduttivo multistrato, " abbreviato in MCBF. L'analisi microscopica del film mostra una struttura interlacciata di batteri e polimeri conduttori che può avere uno spessore fino a 80 µm, molto più spesso di quanto potrebbe essere senza questa tecnica specifica.

"I nostri esperimenti mostrano che oltre il 90% dei batteri è vitale, e che l'MCBF aumenta il flusso di elettroni nel circuito esterno. Quando il nostro film viene utilizzato come anodo in celle elettrochimiche microbiche, la corrente è 20 volte superiore rispetto a quando si utilizzano anodi non modificati, e rimane tale per almeno parecchi giorni, " dice Gábor Méhes, ricercatore presso l'Università di Linköping e uno dei principali autori dell'articolo scientifico recentemente pubblicato in Rapporti scientifici .

Il lavoro precedente ha testato, tra l'altro, nanotubi di carbonio per aumentare la superficie all'anodo, ma i risultati sono stati scarsi.

Pregevole è anche la possibilità di accoppiare processi biologici con segnali elettrici leggibili, ad esempio per sensori ambientali che richiedono tempi di risposta rapidi, basso consumo energetico, e la capacità di utilizzare molti recettori diversi. I ricercatori hanno recentemente dimostrato come utilizzare Shewanella oneidensis per produrre correnti elettriche in risposta all'arsenico, arabinosio (un tipo di zucchero) e acidi organici, tra gli altri.

"Questa tecnologia rappresenta un tipo di "elettrodo vivente" in cui il materiale dell'elettrodo e i batteri sono amalgamati in un unico biofilm elettronico. Man mano che scopriamo di più sul ruolo essenziale che i batteri svolgono nella nostra salute e nel nostro benessere, tali elettrodi viventi diventeranno probabilmente strumenti versatili e adattabili per lo sviluppo di nuove forme di tecnologie e terapie bioelettroniche, "dice Daniele Simone, ricercatore principale in Bioelettronica Organica presso il Laboratorio di Elettronica Organica.