Pesquisadores criam bateria a partir de fungos

Impressa em 3D, a biobateria não precisa ser recarregada, mas sim “alimentada”

O universo dos fungos é fascinante. Este reino da vida — mais intimamente relacionado aos animais do que às plantas — abrange uma enorme variedade. Tudo pode ser encontrado: de cogumelos comestíveis a mofos, de vida unicelular ao maior organismo da Terra, de patógenos causadores de doenças a super-heróis que produzem medicamentos. Agora, os pesquisadores do Laboratório Federal Suíço de Ciência e Tecnologia de Materiais (Empa, na sigla em inglês) extraíram outra habilidade dos fungos: gerar eletricidade.
Como parte de um projeto de pesquisa de três anos, pesquisadores do laboratório de Celulose e Materiais de Madeira da Empa desenvolveram uma bateria a partir de fungos. As células vivas não produzem muita eletricidade — mas o suficiente para alimentar um sensor de temperatura por vários dias, por exemplo. Esses sensores são usados na agricultura ou em pesquisas ambientais. A maior vantagem da bateria fúngica é que, ao contrário das baterias convencionais, ela não é apenas completamente atóxica, mas também biodegradável.

Bateria de fungos
A rigor, a célula não é uma bateria, mas uma “célula de combustível microbiana”. Como todos os seres vivos, os microrganismos convertem nutrientes em energia. As células de combustível microbianas fazem uso desse metabolismo e capturam parte da energia como eletricidade. Até agora, elas eram alimentadas principalmente por bactérias.

Pela primeira vez, combinamos dois tipos de fungos para criar uma célula de combustível funcional”, diz a pesquisadora do Empa, Carolina Reyes.

Os metabolismos das duas espécies de fungos se complementam: no lado do ânodo, há um fungo de levedura cujo metabolismo libera elétrons. O cátodo é colonizado por um fungo de podridão branca, que produz uma enzima especial, permitindo que os elétrons sejam capturados e conduzidos para fora da célula.

Os fungos não são “plantados” na bateria, mas são parte integrante da célula desde o início. Os componentes da bateria de fungos são fabricados usando impressão 3D. Isso permite que os pesquisadores estruturem os eletrodos de tal forma que os microrganismos possam acessar os nutrientes o mais facilmente possível. Para fazer isso, as células fúngicas são misturadas à tinta de impressão.

Mais fácil falar do que fazer: “já é desafiador encontrar um material no qual os fungos cresçam bem”, diz Gustav Nyström, chefe do laboratório de Celulose e Materiais de Madeira. “Mas a tinta também precisa ser fácil de extrudar sem matar as células e, claro, queremos que ela seja eletricamente condutora e biodegradável”.

Graças à vasta experiência de seu laboratório em impressão 3D de materiais macios de base biológica, os pesquisadores conseguiram produzir uma tinta adequada à base de celulose. As células fúngicas podem até usar a celulose como nutriente e, assim, ajudar a quebrar a bateria após o uso. No entanto, sua fonte de nutrientes preferida são os açúcares simples, que são adicionados às células da bateria. “Você pode armazenar as baterias fúngicas em um estado seco e ativá-las no local simplesmente adicionando água e nutrientes”, diz Reyes.

Embora os fungos robustos sobrevivam a tais fases secas, trabalhar com os materiais vivos apresentou uma série de desafios para os pesquisadores. O projeto interdisciplinar combina microbiologia, ciência dos materiais e engenharia elétrica. Para caracterizar as baterias fúngicas, a microbiologista Reyes não só teve que aprender técnicas de eletroquímica, mas também adaptá-las a tintas de impressão 3D.

Os pesquisadores agora planejam tornar a bateria de fungos mais potente e duradoura — e procurar outros tipos de fungos que seriam adequados para fornecer eletricidade.

Os fungos ainda são pouco pesquisados e subutilizados, especialmente no campo da ciência dos materiais”, concordam Reyes e Nyström.

Fonte: CicloVivo