Cuando la bacteria Shewanella oneidensis "inhala" ciertos compuestos metálicos y de azufre de forma anaeróbica, la forma en que un organismo aeróbico procesa el oxígeno, produce materiales que podrían usarse para mejorar la electrónica, almacenamiento de energía electroquímica, y dispositivos de administración de fármacos.

La capacidad de esta bacteria para producir disulfuro de molibdeno, un material que es capaz de transferir electrones fácilmente. como el grafeno, es el foco de la investigación publicada en Biointerfases por un equipo de ingenieros del Instituto Politécnico Rensselaer.

"Esto tiene un gran potencial si podemos comprender este proceso y controlar los aspectos de cómo las bacterias están produciendo estos y otros materiales". "dijo Shayla Sawyer, profesor asociado de electricidad, computadora, e ingeniería de sistemas en Rensselaer.

La investigación fue dirigida por James Rees, quien actualmente es investigador asociado postdoctoral en el grupo Sawyer en estrecha asociación y con el apoyo del Proyecto Jefferson en Lake George, una colaboración entre Rensselaer, IBM Research, y The FUND para Lake George que es pionero en un nuevo modelo de monitoreo y predicción ambiental. Esta investigación es un paso importante hacia el desarrollo de una nueva generación de sensores de nutrientes que se pueden implementar en lagos y otros cuerpos de agua.

"Encontramos que las bacterias que se adaptan a entornos geoquímicos o bioquímicos específicos pueden crear, en algunos casos, materiales muy interesantes y novedosos, ", Dijo Rees." Estamos tratando de llevar eso al mundo de la ingeniería eléctrica ".

Rees realizó este trabajo pionero como estudiante de posgrado, co-asesorado por Sawyer y Yuri Gorby, el tercer autor de este artículo. En comparación con otras bacterias anaeróbicas, Una cosa que hace que Shewanella oneidensis sea particularmente inusual e interesante es que produce nanocables capaces de transferir electrones.

"Eso se presta a conectarse a dispositivos electrónicos que ya se han fabricado, "Dijo Sawyer." Entonces, es la interfaz entre el mundo viviente y el mundo creado por el hombre lo que es fascinante ".

Sawyer y Rees también encontraron que, porque sus firmas electrónicas se pueden mapear y monitorear, Las biopelículas bacterianas también podrían actuar como un sensor de nutrientes eficaz que podría proporcionar a los investigadores del Proyecto Jefferson información clave sobre la salud de un ecosistema acuático como el lago George.

"Este trabajo pionero que utiliza biopelículas bacterianas representa el potencial para una nueva generación emocionante de 'sensores vivos, ', lo que transformaría por completo nuestra capacidad para detectar el exceso de nutrientes en los cuerpos de agua en tiempo real. Esto es fundamental para comprender y mitigar la proliferación de algas nocivas y otros problemas importantes de la calidad del agua en todo el mundo. "dijo Rick Relyea, director del Proyecto Jefferson.

Sawyer y Rees planean continuar explorando cómo desarrollar de manera óptima esta bacteria para aprovechar su amplia gama de aplicaciones potenciales.

"A veces nos surge la pregunta con la investigación:¿Por qué las bacterias? O, ¿Por qué llevar la microbiología a la ciencia de los materiales? ”, dijo Rees.“ La biología ha tenido una carrera tan larga de inventar materiales a través de prueba y error. Los compuestos y las estructuras novedosas inventadas por los científicos humanos son casi una gota en el balde en comparación con lo que la biología ha podido hacer ".