No te preocupes: quieren tu sudor, no tu cerebro

Imagínate esto: Es un caluroso día de verano y, aunque a ti te gustaría mantenerte fresco dentro de casa, tu perro te pide que le saques a pasear. Mientras estás fuera, estás escuchando tu podcast favorito sobre crímenes reales cuando ocurre el desastre: el sonido que te avisa de que la batería de tu dispositivo está peligrosamente baja. Sin cargador portátil, casi entras en pánico, pero entonces recuerdas tu práctica reserva de baterías microbianas, diminutos cuadrados de papel que contienen bacterias productoras de electricidad.

Pegas un cuadrado a tu piel sudorosa y lo conectas a tu teléfono. El teléfono pasa de ser algo inútil a estar casi completamente cargado, ya que los microbios absorben la humedad y la transforman en jugo eléctrico. Con una feliz barra verde de salud, puedes volver a tu episodio sobre el Asesino del Zodiaco sin que tu perrete se entere.

Este escenario es totalmente inventado, pero está lejos de ser una quimera de ciencia ficción. Según un estudio publicado el 28 de julio en la revista Nature Communications, las baterías hechas de bacterias podrían ser el futuro de la electricidad. Investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst han creado una biopelícula que contiene un tipo especial de bacteria llamada Geobacter sulfurreducens, capaz de generar corriente eléctrica a partir del agua.

«Se trata de una tecnología muy interesante», explica a Popular Mechanics Xiaomeng Liu, autor principal del nuevo estudio y estudiante de posgrado de la Facultad de Ingeniería de la UMass Amherst. «Es una verdadera energía verde, a diferencia de otras fuentes de energía llamadas verdes. Su producción es totalmente ecológica».

Baterías de bacterias

Utilizar bacterias como baterías puede parecer una opción inusual, pero no es algo sin precedentes. La tendencia a generar energía a partir de fuentes naturales renovables -también conocida como energía verde- ha incluido paneles solares alimentados por bacterias e incluso microbios que mastican metano. G. sulfurreducens pertenece a una amplia familia de bacterias electroactivas que producen electricidad de forma natural cuando se alimentan de compuestos orgánicos. Lo hacen despojándose de los electrones y transfiriéndolos al óxido de hierro (nuestro cuerpo reproduce la misma acción, pero en lugar de ello entrega los electrones al oxígeno).

Para llegar al óxido de hierro, G. sulfurreducens y otras especies de Geobacter hacen algo muy curioso: brotan unos zarcillos en forma de alambre llamados pili (pilus, en inglés). Estos zarcillos, apodados nanoalambres (en la imagen de la parte superior de este artículo), atraen la corriente eléctrica fuera de la bacteria hacia la fuente de metal, y pueden enviar electricidad a otras especies de microbios, informó The New York Times en 2019.

En la última década se ha prestado mucha atención a la utilización de estas bacterias electroactivas para una gran variedad de aplicaciones. Pero como las Geobacter necesitan estar vivas para generar electricidad (¿recuerdas lo de comer materia orgánica?), mantenerlas bien alimentadas es más una molestia de diseño que una innovación útil.

¿Pero qué pasa si las bacterias no necesitan mantenerse vivas? ¿Pueden seguir produciendo electricidad?

Un «gran» circuito microbiano

Esa misma pregunta llevó a los investigadores de la UMass Amherst a desarrollar una biopelícula, una fina lámina formada por G. sulfurreducens modificados genéticamente que crecen unos alrededor de otros en colonias del grosor de una hoja de papel. Esta biopelícula se intercala entre dos electrodos de malla, que transfieren los electrones de la biopelícula. Un polímero producido de forma sostenible se encarga de sellar todo.

Liu explica que cuando hay humedad en el ambiente -ya sea sudor en la piel o humedad en el aire- la biopelícula toma los electrones del agua o de la evaporación para producir una corriente eléctrica en funcionamiento. Aunque las bacterias de la película están muertas, los investigadores creen que lo que permite este proceso son las proteínas del interior de las células bacterianas que ayudan a mover los electrones, así como los nanocables entre las propias bacterias.

Y aunque G. sulfurreducens esté muerta, la diferencia en el rendimiento eléctrico no parece verse muy afectada, según Liu. El equipo fue capaz de utilizar su biopelícula para alimentar una pequeña pantalla LCD y sensores que miden la tensión, el pulso, la respiración y la glucosa, aunque no todo a la vez.

«Hemos simplificado el proceso de generación de electricidad reduciendo radicalmente la cantidad de procesamiento necesario», afirma en un comunicado de prensa Derek Lovley, uno de los autores principales del trabajo y profesor de microbiología de la UMass Amherst. «Cultivamos las células de forma sostenible en una biopelícula y luego utilizamos esa aglomeración de células. Esto reduce los aportes de energía, simplifica todo y amplía las aplicaciones potenciales».

Volviendo a nuestro escenario imaginario de un día de verano, la biopelícula aún no es lo suficientemente potente como para cargar un teléfono móvil o un wearable como el Apple Watch. También está la cuestión de cuánto duran exactamente estas baterías microbianas: Liu dice que podrían durar más de seis meses, pero hay que estudiarlo más. El equipo de UMass Amherst espera abordar y mejorar estas cuestiones en las próximas iteraciones.

«Para los próximos pasos, queremos ampliar la duración de los dispositivos y queremos preparar un conjunto a gran escala para aumentar su potencia», dice. «Quizá en el futuro podamos alimentar todo un sistema de electrónica de consumo portátil».

¿Una legión de bacterias zombis devoradoras de sudor y de electricidad que alimenten aparatos electrónicos grandes y pequeños? ¿Por qué no?

Fuente: esquire.com