Bateria de bactérias mortas gera energia usando umidade da pele

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/08/2022

Um pequeno protótipo gera energia suficiente para alimentar um painel LCD.
[Imagem: Xiaomeng Liu et al. - 10.1038/s41467-022-32105-6]

Bateria microbiana

Pesquisadores criaram um biofilme - uma fina película formada por bactérias - que capta energia da evaporação e a converte em eletricidade.

Esta é uma inovação com potencial para dar um salto qualitativo no mundo da eletrônica de vestir, alimentando tudo, desde sensores médicos pessoais até eletrônicos pessoais.

"Esta é uma tecnologia muito empolgante," diz Xiaomeng Liu, da Universidade de Massachusetts Amherst, nos EUA. "É uma verdadeira energia verde e, ao contrário de outras fontes ditas de energia verde, sua produção é totalmente verde."

Os biofilmes são colônias de bactérias, mais conhecidas por se tornarem resistentes aos medicamentos. Mas aqui estamos falando de um filme da geobactéria (Geobacter sulfurreducens), já usada para fabricar nanofios "quase metálicos", demonstrar uma nanoeletrônica mais verde e até para otimizar processadores que imitam o cérebro.

Acontece que, em todos esses experimentos anteriores, incluindo algumas biobaterias, a bactéria está viva e precisa ser alimentada cuidadosamente, ou então ela para de gerar energia.

Já o novo biofilme criado por Liu não precisa ser alimentado porque está morto. Exatamente por isso ele não apenas funciona, mas funciona continuamente, fornecendo tanta, se não mais, energia do que uma bateria de tamanho comparável.

Ainda assim, o biofilme gera eletricidade quando recebe a umidade - e pode ser tão pouca umidade quanto a presente na pele humana. Mas o potencial é bem maior, já que pelo menos 50% da energia solar que chega à Terra não faz mais do que alimentar o processo de evaporação da água.

O segredo da biobateria não está exatamente nas bactérias, mas nos nanofios que elas produzem.
[Imagem: Xiaomeng Liu et al. - 10.1038/s41467-022-32105-6]

Biobateria de bactérias mortas

O que faz essa biobateria de bactérias mortas funcionar é que a G. sulfurreducens cresce em colônias que parecem esteiras finas, e cada um dos micróbios individuais se conecta a seus vizinhos por meio de uma série de nanofios naturais, os tais nanofios quase metálicos. A equipe então colhe esses tapetes e usa um laser para gravar circuitos nos filmes.

Depois que os filmes são gravados, eles são colocados entre dois eletrodos e finalmente selados em um polímero macio, pegajoso e respirável, que pode ser aplicado diretamente na pele. Uma vez que esta pequena bateria é "conectada" ao corpo, a umidade eliminada pela pele é suficiente para que ele alimente pequenos dispositivos.

"O fator limitante dos eletrônicos vestíveis sempre foi a fonte de alimentação," disse o professor Jun Yao, coordenador da equipe. "As baterias se esgotam e precisam ser trocadas ou carregadas. Elas também são volumosas, pesadas e desconfortáveis".

Mas um biofilme transparente, pequeno, fino, flexível, que produz um suprimento contínuo e estável de eletricidade e que pode ser usado como um curativo, um adesivo aplicado diretamente na pele, resolve todos esses problemas.

"Nosso próximo passo é aumentar o tamanho dos nossos filmes, para alimentar eletrônicos mais sofisticados para uso na pele," anunciou Yao.

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