Imagine o seguinte: é um dia quente de verão e enquanto você gostaria de se refrescar por dentro, Fido está implorando por uma caminhada. Fora de casa, você está ouvindo seu podcast favorito sobre crimes reais quando ocorre um desastre – o trinado de uma bateria perigosamente fraca. Sem carregador portátil em você, você quase entra em pânico, mas depois se lembra de seu estoque prático de baterias microbianas, pequenos quadrados finos como papel contendo bactérias produtoras de eletricidade.
Você cola um quadrado na sua pele suada e o conecta ao seu telefone. Ele vai de zero a quase totalmente carregado à medida que os micróbios absorvem a umidade, transmutando-a em suco elétrico. Com uma barra verde feliz de saúde, você pode voltar ao seu episódio do Assasino do Zodiaco com o doce Fido sem saber. Informações do portal Popular Mechanics.
Este cenário é inteiramente inventado, mas está longe de ser um sonho de ficção científica. De acordo com um estudo publicado em 28 de julho na revista Nature Communications, baterias feitas de bactérias podem muito bem ser o futuro da eletricidade. Pesquisadores da Universidade de Massachusetts Amherst projetaram um biofilme contendo um tipo especial de bactéria chamada Geobacter sulfurreducens, capaz de gerar uma corrente elétrica a partir da água.
“Esta é uma tecnologia muito empolgante”, disse Xiaomeng Liu, principal autor do novo estudo e estudante de pós-graduação da Faculdade de Engenharia da UMass Amherst, à Popular Mechanics. “É uma verdadeira energia verde, ao contrário de outras chamadas fontes de energia verde. Sua produção é totalmente verde.”
Bateria de Bactérias
Usar bactérias como bateria pode parecer uma escolha incomum, mas não é algo inédito. O movimento em direção à geração de energia a partir de fontes renováveis e naturais – também conhecida como energia verde – envolveu painéis solares alimentados por bactérias e até micróbios que mastigam metano. G. sulfurreducens pertence a uma família abrangente de bactérias eletroativas que produzem eletricidade naturalmente ao se alimentar de compostos orgânicos. Eles fazem isso retirando elétrons e transferindo-os para o óxido de ferro (nossos corpos replicam a mesma ação, mas transferem os elétrons para o oxigênio).
Para chegar ao óxido de ferro, G. sulfurreducens e outras espécies de Geobacter fazem algo muito curioso: brotam gavinhas em forma de arame chamadas pili (pilus para um). Esses tentáculos, apelidados de nanofios (foto no inicio desta matéria), puxam a corrente elétrica das bactérias para a fonte de metal e podem enviar eletricidade para outras espécies de micróbios, informou o The New York Times em 2019.
Matriz de Bactérias
Na última década, houve um grande foco no recrutamento dessas bactérias eletroativas para uma ampla variedade de aplicações. Mas como o Geobacter precisa estar vivo para gerar eletricidade (lembra-se de toda aquela mastigação de matéria orgânica?), mantê-los bem alimentados é mais um problema de design do que uma inovação útil.
Mas e se as bactérias não precisarem ser mantidas vivas? Eles ainda podem produzir eletricidade?
Um “Grande” Circuito Microbial
Essa mesma pergunta levou os pesquisadores da UMass Amherst a desenvolver um biofilme, uma folha fina feita de G. sulfurreducens geneticamente modificado crescendo ao redor uns dos outros em colônias da espessura de uma folha de papel. Este biofilme é colocado entre dois eletrodos de malha, que transferem os elétrons do biofilme. Selar tudo junto é um polímero produzido de forma sustentável que fornece estrutura.
Liu explica que quando há umidade no ambiente – seja suor na pele ou umidade no ar – o biofilme pega elétrons da água ou da evaporação para produzir uma corrente elétrica. Mesmo que as bactérias do filme estejam mortas, os pesquisadores acreditam que o que está permitindo que esse processo ocorra são proteínas dentro das células bacterianas que ajudam a mover os elétrons, bem como os nanofios entre as próprias bactérias.
E mesmo que G. sulfurreducens esteja morto, a diferença no desempenho elétrico não parece ser muito prejudicada, de acordo com Liu. A equipe foi capaz de usar seu biofilme para alimentar uma pequena tela LCD e sensores que medem tensão, pulso, respiração e glicose, embora não de uma só vez.
Foto: LIU ET AL.
“Simplificamos o processo de geração de eletricidade reduzindo radicalmente a quantidade de processamento necessária”, diz Derek Lovley, um dos autores seniores do artigo e professor de microbiologia na UMass Amherst, em um comunicado à imprensa. “Crescemos de forma sustentável as células em um biofilme e depois usamos essa aglomeração de células. Isso reduz as entradas de energia, torna tudo mais simples e amplia as aplicações potenciais.”
Voltando ao nosso cenário imaginado de um dia de verão, o biofilme ainda não é poderoso o suficiente para carregar um celular ou um dispositivo vestível como um Apple Watch. Há também a questão de quanto tempo exatamente essas baterias microbianas duram – Liu diz que pode levar mais de seis meses, mas isso precisa ser mais estudado. A equipe da UMass Amherst espera abordar e melhorar esses problemas com as próximas iterações.
“Para as próximas etapas, queremos estender [a quantidade de tempo que] os dispositivos duram [e] queremos preparar uma matriz em grande escala para aumentar a potência de nossos dispositivos”, diz ele. “Talvez, no futuro, possamos alimentar todo um sistema de eletrônicos vestíveis.”
Uma legião de bactérias zumbis comedoras de suor e destruidoras de eletricidade alimentando eletrônicos grandes e pequenos? Por que não?
