p Uma equipe interdisciplinar de cientistas da Universidade de Massachusetts Amherst produziu uma nova classe de materiais eletrônicos que podem levar a um "verde, "futuro mais sustentável em sensoriamento biomédico e ambiental, dizem o microbiologista Derek Lovley e o cientista de polímeros Todd Emrick. p Eles dizem que seu novo trabalho mostra que é possível combinar nanofios de proteína com um polímero para produzir um material composto eletrônico flexível que retém a condutividade elétrica e os recursos de detecção exclusivos dos nanofios de proteína. Os resultados aparecem no jornal Pequena .

p Os nanofios de proteína têm muitas vantagens sobre os nanofios de silício e nanotubos de carbono em termos de biocompatibilidade, estabilidade, e potencial para ser modificado para detectar uma ampla gama de biomoléculas e produtos químicos de interesse médico ou ambiental, disse Lovley. Contudo, essas aplicações de sensor requerem que os nanofios de proteína sejam incorporados em uma matriz flexível adequada para a fabricação de dispositivos de detecção vestíveis ou outros tipos de dispositivos eletrônicos.

p Como Lovley explica, "Temos estudado a função biológica dos nanofios de proteína por mais de uma década, mas só agora podemos ver um caminho a seguir para seu uso na fabricação prática de dispositivos eletrônicos. "Pesquisa de pós-doutorado Yun-Lu Sun, agora na Universidade do Texas em Austin, descobriram as condições adequadas para misturar nanofios de proteína com um polímero não condutor para produzir o material compósito eletricamente condutor. Ele demonstrou que embora os fios sejam feitos de proteína, eles são muito duráveis ​​e fáceis de processar em novos materiais.

p "Uma vantagem adicional é que os nanofios de proteína são verdadeiramente 'verdes, 'material sustentável, "Lovley acrescenta." Podemos produzir nanofios de proteína em massa com micróbios cultivados com matérias-primas renováveis. A fabricação de materiais nanofios mais tradicionais requer altas entradas de energia e alguns produtos químicos realmente desagradáveis. "Em contraste, ele diz, "Os nanofios de proteína são mais finos do que os fios de silício, e, ao contrário do silício, são estáveis ​​na água, que é muito importante para aplicações biomédicas, como a detecção de metabólitos no suor. "

p Emrick acrescenta, "Esses nanofios eletrônicos de proteína têm uma semelhança surpreendente com as fibras poliméricas e estamos tentando descobrir como combinar os dois de forma mais eficaz."

p Em seu estudo de prova de conceito, os nanofios de proteína formaram uma rede eletricamente condutora quando introduzidos no polímero de álcool polivinílico. O material pode ser tratado em condições adversas, como calor, ou pH extremo, como alta acidez, que pode ser esperado para arruinar um composto à base de proteína, mas continuou a funcionar bem.

p A condutividade dos nanofios de proteína incorporados ao polímero mudou dramaticamente em resposta ao pH. "Este é um importante parâmetro biomédico para diagnóstico de algumas condições médicas graves, "Lovley explica." Nós também podemos modificar geneticamente a estrutura dos nanofios de proteína de uma forma que esperamos que permita a detecção de uma ampla gama de outras moléculas de importância biomédica ".

p Os nanofios de proteína eletricamente condutores são um produto natural do microrganismo Geobacter descoberto na lama do Rio Potomac por Lovley há mais de 30 anos. Geobacter usa os nanofios de proteína para fazer conexões elétricas com outros micróbios ou minerais. Ele observa, "Especialistas em ciência de materiais como Todd Emrick e Thomas Russell em nossa equipe merecem o crédito por trazer nanofios de proteína para o campo de materiais. Não se trata mais apenas de lama."

p Neste trabalho apoiado por fundos do campus UMass Amherst para pesquisa exploratória, as próximas etapas para a equipe colaborativa de microbiologia de materiais incluem o aumento da produção de matrizes de polímero de nanofios, Lovley diz.

p Ele aponta, "Cientistas de materiais precisam de muito mais nanofios do que estamos acostumados a fazer. Estamos fazendo dedais para nossos estudos biológicos. Eles precisam de baldes cheios, portanto, agora estamos nos concentrando em produzir quantidades maiores e adaptar os nanofios para que respondam a outras moléculas. ”Os pesquisadores também solicitaram a patente da ideia de um polímero condutor feito com nanofios de proteína.