Algum dia, ciborgues microbianos - bactérias combinadas com dispositivos eletrônicos - podem ser úteis em células de combustível, biossensores e biorreatores. Mas primeiro, os cientistas precisam desenvolver materiais que não apenas nutram os micróbios, mas também colhe com eficiência e controle a eletricidade ou outros recursos que eles produzem. Agora, pesquisadores relatando em Materiais e interfaces aplicados ACS desenvolveram um desses materiais que lhes permitiu criar um sistema "bio-híbrido" programável que conduz elétrons de bactérias produtoras de eletricidade (exoeletrogênicas).

Ao contrário de outras bactérias, exoeletrógenos podem mover elétrons através de sua membrana externa para o exterior de sua célula. Os cientistas tentaram aproveitar essa eletricidade usando vários materiais para conduzir os elétrons a um eletrodo. Até aqui, Contudo, materiais condutores que suportam o crescimento bacteriano têm sido ineficientes, ou não facilmente programável para controlar a corrente elétrica. Christof Niemeyer e seus colegas queriam desenvolver um material nanocompósito que suportasse o crescimento de exoeletrogênio enquanto conduzia eletricidade de forma controlada.

Os pesquisadores fizeram um hidrogel poroso composto de nanotubos de carbono e nanopartículas de sílica, entrelaçados por fitas de DNA. Eles adicionaram bactérias exoeletrogênicas a este andaime, junto com meio de cultura líquido para fornecer nutrientes aos micróbios. O material conduziu com eficiência os elétrons produzidos pelas bactérias para um eletrodo. A bactéria cresceu bem no material, penetrando-o completamente. Para cortar a eletricidade, os pesquisadores adicionaram uma enzima que cortou as fitas de DNA, fazendo com que o material se desmonte. A condutividade e outras propriedades do material também podem ser adaptadas, variando o tamanho e a sequência dos fragmentos de DNA que mantêm a estrutura unida, dizem os pesquisadores.