p Cientistas da Universidade de Massachusetts Amherst relatam na edição atual da Pequena que eles criaram geneticamente uma nova cepa de bactéria que produz fios extremamente finos e altamente condutores feitos exclusivamente de substâncias não tóxicas, aminoácidos naturais. p Pesquisadores liderados pelo microbiologista Derek Lovely dizem que os fios, que rivalizam com os fios mais finos conhecidos pelo homem, são produzidos a partir de fontes renováveis, matérias-primas baratas e evitam os processos químicos agressivos normalmente usados ​​para produzir materiais nanoeletrônicos.

p Lovley diz, "Novas fontes de materiais eletrônicos são necessárias para atender à crescente demanda por peças menores, dispositivos eletrônicos mais poderosos de forma sustentável. "A capacidade de produzir em massa esses fios condutores finos com esta tecnologia sustentável tem muitas aplicações potenciais em dispositivos eletrônicos, funcionando não apenas como fios, mas também transistores e capacitores. As aplicações propostas incluem sensores biocompatíveis, dispositivos de computação, e como componentes de painéis solares.

p Esse avanço começou há uma década, quando Lovley e seus colegas descobriram que Geobacter, um microorganismo comum do solo, poderia produzir "nanofios microbianos, "filamentos de proteína eletricamente condutores que ajudam o micróbio a crescer nos minerais de ferro abundantes no solo. Esses nanofios microbianos eram condutores o suficiente para atender às necessidades da bactéria, mas sua condutividade estava bem abaixo da condutividade dos fios orgânicos que os químicos podiam sintetizar.

p "À medida que aprendíamos mais sobre como os nanofios microbianos funcionavam, percebemos que poderia ser possível melhorar o design da Natureza, "diz Lovley." Sabíamos que uma classe de aminoácidos era importante para a condutividade, então reorganizamos esses aminoácidos para produzir um nanofio sintético que pensamos ser mais condutor. "

p O truque que descobriram para conseguir isso foi introduzir triptofano, um aminoácido não presente nos nanofios naturais. O triptofano é um aminoácido aromático comum, conhecido por causar sonolência após comer o peru no Dia de Ação de Graças. Contudo, também é altamente eficaz em nanoescala no transporte de elétrons.

p "Projetamos um nanofio sintético no qual um triptofano foi inserido onde a natureza havia usado uma fenilalanina e colocado outro triptofano para uma das tirosinas. Esperávamos ter sorte e que a Geobacter ainda pudesse formar nanofios a partir desse peptídeo sintético e talvez dobrar o nanofio condutividade, "diz Lovley.

p Os resultados superaram em muito as expectativas dos cientistas. Eles criaram geneticamente uma cepa de Geobacter e fabricaram grandes quantidades de nanofios sintéticos 2.000 vezes mais condutores do que o produto biológico natural. Um bônus adicional é que os nanofios sintéticos, ao qual Lovley se refere como "biofio, "tinha um diâmetro apenas a metade do produto natural.

p "Ficamos maravilhados com o resultado, "diz Lovley. A condutividade do biofio excede a de muitos tipos de nanofios orgânicos produzidos quimicamente com diâmetros semelhantes. O diâmetro extremamente fino de 1,5 nanômetros (mais de 60, 000 vezes mais fino do que um cabelo humano) significa que milhares de fios podem ser facilmente colocados em um espaço muito pequeno.

p O benefício adicional é que a fabricação de biofios não requer nenhum dos produtos químicos perigosos necessários para a síntese de outros nanofios. Também, biofio não contém componentes tóxicos. "Geobacter pode ser cultivada com matérias-primas orgânicas renováveis ​​baratas, por isso é um processo muito 'verde', "ele observa. E, embora o biofio seja feito de proteína, é extremamente durável. Na verdade, O laboratório de Lovley teve que trabalhar durante meses para estabelecer um método de decomposição.

p "É uma proteína bastante incomum, "Lovley diz." Isso pode ser apenas o começo ", acrescenta. Pesquisadores em seu laboratório produziram recentemente mais de 20 outras cepas de Geobacter, cada um produzindo uma variante de biofio distinta com novas combinações de aminoácidos. Ele observa, "Espero que nosso sucesso inicial atraia mais financiamento para acelerar o processo de descoberta. Esperamos poder modificar o biofio de outras maneiras para expandir suas aplicações potenciais."