Un gruppo di ricercatori ha messo a punto una nuova tecnica che smista rapidamente i batteri in base alla loro capacità di generare elettricità.
Verso un futuro di centrali elettriche microbiche grazie al talent scout dei batteri
(Rinnovabili.it) – Centrali elettriche microbiche in grado di produrre contemporaneamente corrente e acqua pulita. Questo l’obiettivo di una branca della ricerca internazionale che oramai da anni sta studiando il mondo del “molto piccolo” per migliorare le tecnologie energetiche. Oggi si sa che alcuni batteri sono in grado di produrre elettricità, che può essere sfruttata sia per far funzionare delle fuel cell che per alimentare biosensori o per purificare l’acqua. Ma quali tra le diverse specie batteriche sono più adatte al compito? Rispondere alla domanda non è facile dal momento che coltivare le loro cellule in laboratorio presenta ancora diverse sfide. A dare una mano agli studi di settore e al sogno di realizzare future centrali elettriche microbiche è oggi un gruppo di ingegneri del MIT.
La squadra ha sviluppato una tecnica microfluidica in grado di campionare velocemente questi microorganismi e misurare una proprietà specifica – la polarizzazione – con cui valutare l’attività elettrochimica di un batterio in un modo più sicuro ed efficiente rispetto alle tecniche attuali. “Secondo uno studio recente ci potrebbe essere una gamma molto ampia di batteri che hanno proprietà [elettriche]”, spiega Cullen Buie, professore associato di ingegneria meccanica al MIT. “Quindi, uno strumento che ti permetta di sondare questi organismi potrebbe essere molto più importante di quanto pensassimo”.
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Le tecniche esistenti per sondare l’attività elettrochimica dei batteri si basano su processi meticolosi e dispendiosi in termini di tempo, come la misurazione dell’attività delle proteine EET. Al contrario, il gruppo ha costruito un chip con canali microfluidici incisi sulla superficie attraverso cui far scorrere campioni di soluzione batterica. Quando vi si applica una tensione, il sistema è in grado di intrappolare o respingere alcune cellule a seconda dell’attività elettrochimica di superficie. Nei test effettuati, alcuni batteri sono rimasti intrappolati a tensioni più basse e altri a tensioni più elevate. Gli scienziati hanno preso nota della “tensione di intrappolamento” per ciascuna cellula batterica, ne hanno misurato le dimensioni e hanno quindi utilizzato una simulazione al computer per calcolare la sua polarizzabilità, ossia quanto è facile per una cellula formare dipoli elettrici in risposta a un campo elettrico esterno.
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Dai calcoli, il gruppo ha scoperto che i batteri più attivi elettrochimicamente tendevano ad avere una polarizzazione più elevata. “Abbiamo le prove che esiste una forte correlazione tra polarizzabilità ed attività elettrochimica”, ha Qianru Wang Wang, co-autore dello studio. “In effetti, la polarizzabilità potrebbe essere qualcosa da impiegare come proxy per selezionare microrganismi con alta attività elettrochimica.” Gli ingegneri stanno attualmente utilizzando il metodo per testare nuovi ceppi di batteri che sono stati recentemente identificati come potenziali produttori di elettricità.
