Certaines bactéries sont connues pour produire leur propre électricité, ce qui pourrait les rendre utiles dans la fabrication de batteries et de piles à combustible. Jusqu'à hier, cependant, les tentatives avaient été inefficaces et inflexibles.
Aujourd'hui, bonne nouvelle dans le domaine de batteries innovantes. Des chercheurs de l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) ont créé une structure « biohybride » construite autour d’un hydrogel capable de soutenir les microbes tout en récupérant efficacement leur énergie. Les bactéries au centre de ce système sont appelées bactéries exoélectrogènes : cette famille de microbes peut produire des électrons, les transférer à travers leur membrane externe, puis les éloigner de leur cellule. Si nous pouvons capturer ces électrons, les bactéries exoélectrogènes peuvent essentiellement aider à construire une batterie vivante.
Mais il existe un équilibre délicat et, de toute évidence, les tentatives précédentes n’ont pas réussi à le respecter. Des matériaux conducteurs sont nécessaires pour dévier les électrons vers une électrode, mais la plupart d’entre eux ne sont pas idéaux pour la survie des bactéries. En revanche, ceux qui sont plus accueillants envers la vie ne sont pas des chefs d’orchestre efficaces. En résumé : s'il y avait un bon conducteur, il tuait les bactéries et donc pas d'énergie. Pas de tambours vivants. Si le conducteur n’était pas bon, les bactéries restaient en vie mais pas assez d’énergie n’était produite.
La nouvelle étude pour la batterie vivante
Pour la nouvelle étude, les chercheurs ont développé leur propre matériel visant à sortir de cette impasse et à sauver « la chèvre et le chou », ou plutôt « le conducteur et les bactéries ». Il est constitué d’un hydrogel composé de nanotubes de carbone et de nanoparticules de silice, conducteurs de l’électricité. Tout cela est maintenu ensemble par des brins d’ADN. Des bactéries exoélectrogéniques sont ensuite ajoutées à cette infrastructure ainsi qu’un milieu de culture riche en nutriments pour les maintenir en vie.
Les chercheurs affirment que la recette pourrait être modifiée pour modifier certaines propriétés du matériau, notamment en modifiant la taille et les séquences des brins d'ADN.
L’équipe a constaté que les bactéries se développaient bien sur le matériau, pénétrant profondément dans les pores de l’hydrogel. L’hydrogel a également fait un bon travail de conduction de l’électricité. Les chercheurs ont également mis au point un moyen d’éteindre la batterie. Lorsque l’énergie n’est plus nécessaire, une enzyme peut être ajoutée qui « coupe » les brins d’ADN et provoque l’effondrement du matériau.
La recherche a été publiée dans la revue Matériaux appliqués et interfaces ACS .
source: American Chemical Society
