Sob condições anaeróbicas, certas bactérias podem produzir eletricidade. Este comportamento pode ser explorado em células a combustível microbianas, com foco especial em esquemas de tratamento de águas residuais. Um ponto fraco é a densidade de potência insatisfatória das células microbianas. Uma solução não convencional é agora apresentada por cientistas cingapurianos e chineses:conforme relatado no jornal Angewandte Chemie , eles revestiram ao vivo, bactérias eletroativas com um polímero condutor e obteve um ânodo de alto desempenho para células a combustível microbianas.

A história das células a combustível microbianas remonta ao início do século 20, quando cientistas conectaram células de bactérias a eletrodos para gerar eletricidade. O princípio é que, se nenhum oxigênio estiver presente, o metabolismo da bactéria muda para produzir prótons e elétrons em vez de dióxido de carbono e água. Esses elétrons podem ser usados ​​para geração de corrente em uma célula eletroquímica. Essas células de combustível microbianas são atualmente investigadas para a produção de energia sustentável e, especialmente, tratamento de água poluída. Seu ponto fraco é a densidade de potência. Muito do potencial eletroquímico das bactérias é desperdiçado porque elas não transmitem seus elétrons produzidos facilmente para o eletrodo. Para torná-los mais condutores, Qichun Zhang, da Universidade Tecnológica de Nanyang, Cingapura, e seus colegas exploraram a ideia de envolver as bactérias em uma camada de polímeros condutores de elétrons. O desafio com isso é que as bactérias revestidas ainda devem ser viáveis.

Os cientistas confiaram no polímero polipirrol. "A modificação das células bacterianas com polipirrol é antecipada para melhorar a condutividade elétrica das células bacterianas sem reduzir sua viabilidade, "explicaram os autores. Os íons de ferro foram empregados como" o iniciador oxidativo para fazer monômeros de pirrole polimerizados na superfície [da bactéria]. "O organismo de escolha foi o proteobacterium Shewanella oneidensis, que é conhecido por sua tolerância a metais e estilos de vida aeróbicos e anaeróbicos. Ainda vivo e ativo, as bactérias revestidas foram testadas para geração de biocorrente com um ânodo de carbono. Em comparação com suas contrapartes não modificadas, eles realmente exibiram uma resistência 23 vezes menor (o que significa, condutividade aprimorada), um aumento de cinco vezes na geração de eletricidade, e uma densidade de potência máxima 14 vezes maior do ânodo em uma célula de combustível microbiana. E se a bactéria fosse alimentada com lactato, os autores observaram uma corrente pronunciada, o que não aconteceu quando foram utilizadas bactérias não revestidas.

A abordagem de Zhang é uma solução notável para o problema de condutividade de um ânodo microbiano. Os autores acreditam que este esquema de revestimento de bactérias vivas pode adicionar uma nova dimensão à exploração de células a combustível microbianas, bem como pesquisas gerais sobre funcionalização da superfície celular.