Cientistas criaram micro-organismos cobertos por semicondutores que, assim como as plantas, podem gerar energia a partir da luz do sol, dióxido de carbono e água, mas de forma muito mais eficiente.
As bactérias “ciborgues” produzem ácido acético, que pode ser transformado em combustível e em plástico. Durante testes realizados em laboratório, a bactéria provou ser muito mais eficiente a absorver a energia do Sol do que as plantas.
O estudo foi apresentado num encontro da ACS, a Sociedade Americana de Química, em Washington, nos Estados Unidos.
Há muitos anos que os cientistas tentam replicar artificialmente a fotossíntese. Na natureza, a clorofila é a chave para esse processo, ajudando as plantas a converter dióxido de carbono e água, usando a energia solar, em oxigénio e glicose.
Mas segundo os cientistas, embora esse processo funcione, é relativamente ineficiente.
Isso tem representado um grande problema para a maioria dos sistemas artificiais desenvolvidos até agora. Esta experiência procura agora melhorar essa eficiência ao equipar a bactéria com “painéis solares”.
Depois de estudarem literatura antiga sobre microbiologia, os investigadores perceberam que algumas bactérias têm uma defesa natural contra o cádmio, mercúrio ou chumbo, o que lhes permite transformar metais pesados num sulfureto caracterizado por ter um minúsculo semicondutor cristalino na sua superfície.
“É ridiculamente simples, aproveitámos uma capacidade natural dessas bactérias, que nunca tinha sido examinada através das lentes dos microscópios”, diz Kelsey Sakimoto, investigador da Universidade de Harvard, em Massachusetts, nos Estados Unidos.
“Cultivámos e introduzimos uma pequena quantidade de cádmio, e as bactérias produzem organicamente cristais de sulfureto de cádmio – que então se aglomeram no topo dos seus corpos”, acrescenta.
“As bactérias são cultivadas num líquido, com pequenas gotas de solução de cádmio. Após alguns dias, aparecem esses organismos fotossintéticos”, explica Sakimoto. “É tudo muito simples, é quase como alquimia.”
Estas bactérias “encorpadas” produzem ácido acético (essencialmente, vinagre), a partir do dióxido de carbono, água e luz. A eficiência do processo é de 80%, quatro vezes maior do que o nível de eficiência dos painéis solares comerciais e mais do que seis vezes o nível de eficiência do mecanismo da clorofila.
Kelsey Sakimoto
Cientistas cultivaram bactérias cobertas em painéis solares minúsculos feitos de sulfureto de cádmio
Sakimoto diz acreditar que estas bactérias podem ser mais eficientes do que outras iniciativas de gerar combustível verde a partir de fontes biológicas.
Actualmente, outras técnicas de fotossíntese artificial exigem electrodos sólidos e caros. Já o processo que usa a bactéria “ciborgue” só exige vasos grandes cheios de líquido expostos ao sol – a partir dos quais as bactérias se auto-replicam e se auto-regeneram.
Trata-se, portanto, de uma tecnologia de baixo resíduo, que deve produzir mais resultados em áreas rurais ou em países em desenvolvimento.
“O objectivo da pesquisa é essencialmente ‘superalimentar’ bactérias não fotossintéticas, fornecendo-lhes energia sob a forma de electrões de semicondutores, como sulfureto de cádmio, que absorvem a luz de forma mais eficiente”, diz Peidong Yang, investigador da Universidade da Califórnia em Berkeley.
“Agora estamos à procura de absorsores de luz mais benignos do que o sulfureto de cádmio para fornecer à bactéria a energia que vem da luz”, acrescenta.
Os investigadores dizem acreditar que o processo, embora seja um passo novo e importante, pode não ser a tecnologia que prevalecerá no futuro. “Há tantos sistemas a surgir, e realmente só agora começámos a explorar as diferentes formas de combinar a química com a biologia”, explica Sakimoto.
“Há uma possibilidade real de que alguma tecnologia venha a surgir e melhorar o nosso sistema”, conclui o pesquisador.
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