funghi bionici

Creati funghi bionici in grado di sfruttare i batteri e il grafene per produrre energia

Fantastici funghi. Le loro proprietà, al di là dell'uso alimentare, sono molteplici. Un nuovo studio, condotto dagli scienziati dello Stevens Institute of Technology, ha permesso di sfruttarli per produrre energia.

Gli scienziati hanno usato un normale champignon e l'hanno reso bionico, sovraccaricandolo di cianobatteri stampati in 3D che generano elettricità e di grafene in grado di raccogliere la corrente.

Un esperimento che sembra venire fuori dalla favola di Alice nel Paese delle Meraviglie, ma gli ibridi fanno parte di uno sforzo più ampio per la realizzazione di nuove tecnologie amiche dell'ambiente.

"In questo caso, il nostro sistema - questo fungo bionico - produce elettricità", ha detto Manu Mannoor, professore di ingegneria meccanica della Stevens. "Integrando i cianobatteri in grado di produrre elettricità, con materiali su scala nanometrica capaci di raccogliere la corrente, siamo stati in grado di accedere meglio alle proprietà uniche di entrambi, accrescerle e creare un sistema bionico funzionale completamente nuovo."

La capacità dei cianobatteri di produrre elettricità è ben nota, tuttavia i ricercatori hanno limitato l'uso di questi microbi nei sistemi bioingegnerizzati perché i cianobatteri non sopravvivono a lungo su superfici artificiali. Gli scienziati si sono chiesti se i funghi champignon bianchi, che ospitano naturalmente un ricco microbiota, avrebbero potuto fornire l'ambiente giusto - nutrienti, umidità, pH e temperatura - ai cianobatteri per produrre elettricità per un periodo più lungo.

Così è stato. Mannoor e lo studente di dottorato Joshi hanno dimostrato che le cellule di cianobatteri hanno avuto una durata maggiore se posizionate sul cappello di un fungo champignon.

"I funghi servono essenzialmente come substrato ambientale con funzionalità avanzate di nutrimento dei cianobatteri produttori di energia. Abbiamo mostrato per la prima volta che un sistema ibrido può incorporare una collaborazione artificiale o una simbiosi ingegnerizzata tra due diversi regni microbiologici" ha detto Joshi. 

Gli scienziati hanno utilizzato una stampante 3D robotizzata per stampare innanzitutto un "inchiostro elettronico" contenente il grafene. Una rete ramificata stampata che serve alla raccolta dell'elettricità sul cappello del fungo. Possiamo immaginarla come un mix di aghi che si conficcano in una singola cellula per accedere ai segnali elettrici al suo interno.

Successivamente, hanno stampato un "bioinchiostro" contenente cianobatteri sul cappello del fungo in uno schema a spirale che si interseca con l'inchiostro elettronico in più punti di contatto. In queste posizioni, gli elettroni potevano trasferirsi attraverso le membrane esterne dei cianobatteri verso la rete conduttiva di grafene.

"Con questo lavoro, possiamo immaginare enormi opportunità per le applicazioni bio-ibride di prossima generazione", afferma Mannoor. "Ad esempio, alcuni batteri possono illuminare, mentre altri percepiscono le tossine o producono carburante. Integrando perfettamente questi microbi con i nanomateriali, potremmo potenzialmente realizzare molti altri incredibili bio-ibridi di design per l'ambiente, la difesa, l'assistenza sanitaria e molti altri campi ".

Lo studio è stato pubblicato su Nano Letters.

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Francesca Mancuso

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