Un grupo de Investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado diminutos Ā«rascacielosĀ» impresos en 3D para las comunidades de bacterias fotosintĆ©ticas que convierten la luz solar, el diĆ³xido de carbono y el agua en energĆa. Al crear redes de Ā«nanoviviendasĀ» de gran altura para estas bacterias amantes del sol, el equipo ha abierto un nuevo camino en este Ć”mbito. Este novedoso descubrimiento podrĆa ayudar a impulsar la bioelectricidad sostenible y la generaciĆ³n de combustible en el futuro.
Los investigadores de Cambridge creen que proporcionar a estas comunidades el tipo de hogar adecuado aumenta la cantidad de energĆa que pueden extraer. Las bacterias fotosintĆ©ticas son la forma de vida mĆ”s abundantes de la Tierra y necesitan mucha luz solar para crecer. Para extraer la energĆa que producen a travĆ©s de la fotosĆntesis, las bacterias necesitan estar unidas a electrodos.
La Dra. Jenny Zhang, del departamento de quĆmica afirma: Ha habido un cuello de botella en cuanto a la cantidad de energĆa que se puede extraer realmente de los sistemas fotosintĆ©ticos, pero nadie entendĆa dĆ³nde estaba el cuello de botella. La mayorĆa de los cientĆficos suponĆan que el cuello de botella estaba en el lado biolĆ³gico, en las bacterias, pero hemos descubierto que un cuello de botella sustancial estĆ” en realidad en el lado del material.
Un grupo de Ā«nano-viviendasĀ» impresas en 3D
Los investigadores han estado intentando conectar los mecanismos fotosintĆ©ticos de las cianobacterias para extraerles energĆa durante algĆŗn tiempo. Sin embargo, para extraer la energĆa producida por estas algas a travĆ©s de la fotosĆntesis, las bacterias deben estar conectadas a electrodos.
El equipo de Cambridge imprimiĆ³ electrodos en 3D compuestos por nanopartĆculas de Ć³xido de metal especialmente diseƱadas para ser compatibles con las algas mientras realizan la fotosĆntesis. Los electrodos se imprimieron en una estructura densamente apilada que se asemejaba a una pequeƱa ciudad con un gran nĆŗmero de rascacielos, con el fin de proporcionar un entorno Ć³ptimo para estimular su crecimiento.
āLos electrodos tienen excelentes propiedades de manejo de la luz, como un apartamento de gran altura con muchas ventanasā, dijo Zhang. āLas cianobacterias necesitan algo a lo que puedan adherirse y formar una comunidad con sus vecinos. Nuestros electrodos permiten un equilibrio entre mucha superficie y mucha luz, esta estructura funciona como un rascacielos de cristalā.
Mientras las algas crecĆan, los investigadores iban extrayendo la energĆa residual que les servĆa para alimentar energĆ©ticamente a los dispositivos electrĆ³nicos. De esta manera, descubrieron que estas bacterias eran mĆ”s eficientes a la hora de producir energĆa que otras tecnologĆas bioenergĆ©ticas, como los biocombustibles.