Il fondo dell'oceano e il terreno sotto i nostri piedi sono crivellati di minuscoli nanofili:1/100, 000esimo della larghezza di un capello umano, creato da miliardi di batteri in grado di generare correnti elettriche dai rifiuti organici. In una nuova ricerca pubblicata il 17 agosto sulla rivista Natura chimica biologia , I ricercatori di Yale descrivono come questa rete elettrica nascosta potrebbe essere attivata con una breve scossa di campo elettrico.

"Viviamo in un mondo elettrico, "ha detto Nikhil Malvankar, assistente professore di biofisica molecolare e biochimica presso il Microbial Science Institute presso il West Campus di Yale e autore senior dell'articolo. "La forza e la conduttività di questi nanofili, insieme alla capacità dei batteri di ripararsi, potrebbe aiutare a creare durevoli, autoguarigione, l'elettronica fuori dalle cellule viventi."

In ambienti privi di ossigeno, il batterio Geobacter "respira" proiettando minuscoli filamenti proteici chiamati nanofili in comunità batteriche note come biofilm per smaltire gli elettroni in eccesso derivanti dalla conversione dei rifiuti organici in elettricità. Ma è rimasto un mistero come questi batteri, che si impilano uno sopra l'altro come grattacieli di appartamenti, inviare elettroni su distanze 100 volte la loro dimensione.

In precedenti ricerche, il team ha dimostrato che i nanofili costituiti da una proteina chiamata OmcS contenevano minuscoli blocchi metallici, o emi, per tutta la loro lunghezza. OmcS trasmette elettricità. Il nuovo studio ha scoperto che quando stimolato da un campo elettrico, i batteri producono nanofili precedentemente sconosciuti di diverso, proteine ​​più efficienti, OmcZ. Trasmette elettricità 1, 000 volte più efficiente di OmcS.

Sibel Ebru Yalcin, un ricercatore presso l'Istituto di scienze microbiche di Yale, ha condotto questo lavoro con gli studenti laureati J. Patrick O'Brien, Yangqi Gu e Krystle Reiss.

"Sorprendentemente, i nanofili possono resistere e funzionare in ambienti estremamente acidi dove la maggior parte delle proteine ​​si decompone, " Yalcin ha osservato. "Ciò offre un'opportunità unica per sviluppare nuovi sensori e materiali altamente resilienti".