All'inizio di questo mese, un gruppo di ricercatori dell'Università di Yale ha presentato un nuovo studio che ha scoperto un nuovo tipo di batterio capace di respirare elettricità utilizzando la luce . Ciò significa che l'energia permette loro di aumentare la propria attività elettrica, consentendo la respirazione in determinate condizioni.
Grazie a questa scoperta, considerata molto importante, i ricercatori autori dell'articolo cercheranno di sfruttarla per trovare nuove applicazioni nel mondo, tra cui la creazione di nuove fonti di combustibile rinnovabile e l'eliminazione dei rifiuti a rischio biologico . Tuttavia, per raggiungere questo obiettivo, saranno necessarie ricerche più approfondite e uno studio più completo di questi batteri.
Nuovi batteri che "respirano" elettricità
In generale, tutti o quasi tutti i microrganismi viventi sono caratterizzati dalla capacità di respirare ossigeno , che permette loro di rilasciare elettroni durante la conversione dei nutrienti in energia. Tuttavia, non tutti i microrganismi possiedono questa capacità, poiché dipende dall'ambiente in cui vivono.
Ciò significa che molti animali e batteri vivono da anni sul fondo della terra o del mare , con accesso all'ossigeno impossibile. Questo li ha costretti a trovare altri modi per respirare e sopravvivere.
In questo caso, respirano assorbendo minerali attraverso un minuscolo filamento proteico noto come "non-nociale". Grazie agli studi condotti finora dagli scienziati, è stato osservato che quando questi batteri sono esposti alla luce , sono in grado di produrre una grande corrente elettrica , il che ha aperto la strada a molte altre ricerche.
Pertanto, tutti questi ricercatori responsabili hanno iniziato a esplorare come tutto ciò potrebbe essere utilizzato per stimolare la crescita dell'optoelettronica , nonché per catturare il metano, il che consentirà la creazione di meccanismi per combattere il riscaldamento globale nei prossimi anni.
"L'aumento considerevole della corrente nei nanofili esposti alla luce dimostra una fotocorrente stabile e robusta che persiste per ore."
Nikhil Malvankar, professore associato di Biofisica e Biochimica Molecolare presso lo Yale Institute for Microbial Sciences
Tuttavia, questi non sono stati gli unici batteri con queste capacità scoperti finora, poiché nel 2018 un gruppo di ricercatori microbiologi della Washington State University ha trovato un batterio nel bacino dei geyser di Heart Lake nel Parco Nazionale di Yellowstone.
Secondo le ricerche condotte su di loro, si scoprì che erano in grado di condurre elettricità trasferendo elettroni a metalli o minerali esterni , utilizzando i loro peli simili a fili. All'epoca, si pensò che questa corrente elettrica da loro prodotta potesse essere sfruttata per applicazioni a bassa potenza.
Secondo gli studi condotti, si ritiene che, finché dispongono di nutrimento, i batteri possano produrre energia in modo continuo; pertanto, le scoperte relative a questi batteri sono molto importanti per la progettazione di futuri progetti che consentano di lavorare con essi.
D'altra parte, nel giugno 2022, un team della Binghamton University ha trovato un modo per nutrire i biobatteri . A tal fine, hanno condotto uno studio di diverse settimane utilizzando tre tipi di batteri collocati in diverse camere.
Grazie a ciò, si è scoperto che sono in grado di fornire soluzioni a molti problemi che attualmente affliggono il nostro pianeta, ma tutto ciò richiede ulteriori ricerche.
Tutto ciò ha rivelato come questi batteri siano capaci di un processo di fotosintesi completamente diverso da quello a cui siamo abituati. Si tratta di un meccanismo respiratorio che può essere estremamente vantaggioso se si sceglie l'approccio giusto. Pertanto, diversi studi sono attualmente in corso in tutto il mondo e si spera che questi batteri possano essere impiegati in modo proficuo nel prossimo futuro.
"È una forma di fotosintesi molto diversa; è molto interessante. Qui, la luce accelera la respirazione dei batteri grazie al rapido trasferimento di elettroni tra i nanofili."
Nikhil Malvankar, professore associato di Biofisica e Biochimica Molecolare presso lo Yale Institute for Microbial Sciences
Potrebbero essere utilizzate per generare elettricità per le città?
L'obiettivo principale di tutti questi studi è quello di permettere a questi batteri di produrre elettricità per le città, un risultato che sembra molto difficile da raggiungere, ma che ha iniziato ad essere analizzato per capire quanto possa essere realizzabile in futuro.
Secondo le ricerche finora condotte, questi batteri producono nanofili proteici , strutture molto piccole che, quando si uniscono ad altre proteine, possono fungere da cavo elettrico attraverso il quale avviene il trasferimento di elettroni .
Se questi nanofili potessero essere prodotti su larga scala e formare biofilm proteici , sarebbero in grado di trasferire elettroni attraverso l'umidità dell'aria, consentendo così di accendere una luce LED a distanza.
Cambiare il modo in cui produciamo elettricità è fondamentale per la salvaguardia del pianeta Terra , soprattutto perché attualmente utilizziamo carbone, petrolio, gas e combustibili fossili per generare energia elettrica, il che influisce lentamente sul clima a causa delle enormi quantità di anidride carbonica che intrappolano il calore del sole che ci raggiunge.
Tutto ciò produce quello che è noto come effetto serra . Pertanto, sviluppare un nuovo modo per ottenere energia elettrica in futuro sarebbe fondamentale, soprattutto se ciò potesse essere fatto utilizzando questi batteri in grado di generare elettricità.
Per ora, dobbiamo attendere che questi studi progrediscano ulteriormente e determinare quanto ciò sia probabile in futuro. A tal fine, i ricercatori stanno analizzando questi batteri in modo molto dettagliato attraverso vari esperimenti che aiuteranno a verificare se queste teorie siano fondate.
