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 se provou muito mais eficiente em absorver 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 cientistas vinham tentando replicar artificialmente a fotossíntese. Na natureza, a clorofila é a chave para esse processo, ajudando as plantas a converter gás carbônico e água, usando a energia solar, em oxigênio e glicose.
Mas cientistas dizem que esse processo, embora funcione, é relativamente ineficiente.
Isso tem representado um grande problema para a maioria dos sistemas artificiais desenvolvidos até agora. O experimento busca aprimorar essa eficiência ao equipar a bactéria com “painéis solares”.
Depois de estudarem a antiga literatura sobre a microbiologia, pesquisadores perceberam que algumas bactérias têm uma defesa natural contra cádmio, mercúrio ou chumbo, o que permite a esses micro-organismos transformar metais pesados em um sulfureto, caracterizado por um minúsculo semicondutor cristalino em suas superfícies.
“É ridiculamente simples, aproveitamos uma habilidade natural dessas bactérias que nunca foi examinada através das lentes dos microscópios”, diz Kelsey Sakimoto, da Universidade de Harvard, em Massachusetts, nos Estados Unidos.
“Nós as cultivamos e introduzimos uma pequena quantidade de cádmio, e organicamente essas bactérias produzem cristais de sulfeto de cádmio que então se aglomeram no topo de seus corpos”, acrescenta.
“Você as cultiva em um líquido e adiciona pequenas gotas de solução de cádmio. Após alguns dias, aparecem esses organismos fotossintéticos”, explica Sakimoto. “É tudo muito simples, é como uma alquimia.”
Essas bactérias “encorpadas” produzem ácido acético, essencialmente vinagre, a partir do gás carbônico, água e luz. A eficiência do processo é de 80%, quatro vezes maior do que o nível de painéis solares comerciais e mais do que seis vezes o nível da clorofila.
Kelsey Sakimoto
Cientistas cultivaram bactérias cobertas em painéis solares minúsculos feitos de sulfureto de cádmio
Sakimoto diz acreditar que essas bactérias podem ser mais eficientes do que outras iniciativas de gerar combustível verde a partir de fontes biológicas.
Atualmente, outras técnicas de fotossíntese artificial exigem eletrodos sólidos e caros. Já o processo que usa a bactéria “ciborgue” só exige vasos grandes cheios de líquido expostos ao sol – a partir daí, as bactérias se autorreplicam e se autorregeneram.
Trata-se, portanto, de uma tecnologia de baixo resíduo e que deve gerar mais resultados em áreas rurais ou em países em desenvolvimento.
“O objetivo da pesquisa é essencialmente ‘superalimentar’ bactérias não fotossintéticas ao fornecer a elas energia na forma de elétrons de semicondutores, como sulfureto de cádmio, que absorvem a luz de forma mais eficiente”, diz Peidong Yang, pesquisador da Universidade da Califórnia em Berkeley.
“Agora estamos buscando absorvedores de luz mais benignos do que o sulfureto de cádmio para fornecer à bactéria a energia que vem da luz”, acrescenta.
Os pesquisadores dizem acreditar que o processo, embora constitua um passo novo e importante, pode não ser a tecnologia que prevalecerá. “Há tantos sistemas surgindo e realmente só começamos a explorar as diferentes formas de combinar química e biologia”, explica Sakimoto.
“Há uma possibilidade real de que há alguma tecnologia que vai surgir e melhorar nosso sistema”, conclui o pesquisador.
