Investigadores del Laboratorio de Electrónica Orgánica, Universidad de Linköping, junto con colegas del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en Berkeley, California, desarrolló un método que aumenta la intensidad de la señal de las células electroquímicas microbianas hasta veinte veces. El secreto es una película con una bacteria incrustada:Shewanella oneidensis.

Agregar bacterias a los sistemas electroquímicos es a menudo un medio ambientalmente sensible para convertir la energía química en electricidad. Las aplicaciones incluyen purificación de agua, bioelectrónica, biosensores, y para la recolección y almacenamiento de energía en pilas de combustible. Un problema con el que se ha encontrado la miniaturización de los procesos es que una intensidad de señal alta requiere electrodos grandes y un gran volumen de líquido.

Investigadores de la Universidad de Linköping, junto con colegas del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en Berkeley, California, ESTADOS UNIDOS, ahora han desarrollado un método en el que incrustan la bacteria electroactiva Shewanella oneidensis en PEDOT:PSS, un polímero conductor de electricidad, sobre un sustrato de fieltro de carbono.

Los investigadores llaman al resultado una "película compuesta de bacterias conductoras multicapa, "abreviado como MCBF. El análisis microscópico de la película muestra una estructura intercalada de bacterias y polímeros conductores que pueden tener un grosor de hasta 80 µm, mucho más grueso de lo que puede ser sin esta técnica específica.

"Nuestros experimentos muestran que más del 90% de las bacterias son viables, y que el MCBF aumenta el flujo de electrones en el circuito externo. Cuando nuestra película se utiliza como ánodo en celdas electroquímicas microbianas, la corriente es 20 veces mayor que cuando se utilizan ánodos sin modificar, y permanece así durante al menos varios días, "dice Gábor Méhes, investigador de la Universidad de Linköping y uno de los autores principales del artículo científico publicado recientemente en Informes científicos .

El trabajo anterior ha probado, entre otras cosas, nanotubos de carbono para aumentar el área de superficie en el ánodo, pero los resultados fueron malos.

La posibilidad de acoplar procesos biológicos con señales eléctricas legibles también es valiosa, por ejemplo para sensores ambientales que requieren tiempos de respuesta rápidos, bajo consumo de energía, y la capacidad de utilizar muchos receptores diferentes. Los investigadores han demostrado recientemente cómo utilizar Shewanella oneidensis para producir corrientes eléctricas en respuesta al arsénico, arabinosa (un tipo de azúcar) y ácidos orgánicos, entre otros.

"Esta tecnología representa un tipo de" electrodo viviente "en el que el material del electrodo y las bacterias se fusionan en una única biopelícula electrónica. A medida que descubrimos más sobre el papel esencial que desempeñan las bacterias en nuestra propia salud y bienestar, Estos electrodos vivientes probablemente se convertirán en herramientas versátiles y adaptables para desarrollar nuevas formas de tecnologías y terapias bioelectrónicas. "dice Daniel Simon, investigador principal en Bioelectrónica Orgánica en el Laboratorio de Electrónica Orgánica.