Les chercheurs de l’Institut technologique de Karlsruhe (KIT) en Allemagne développent des « cyborgs microbiens » qui produisent de l’électricité utilisable en combinant la bactérie Shewanella oneidensis avec un matériau nanocomposite.
Aujourd’hui, tous les appareils électriques sont des morceaux de technologie sans vie alimentés par des piles et d’autres sources d’énergie tout aussi sans vie. Cependant, si le concept de KIT est mis en pratique, nous pourrions voir des biocapteurs et de minuscules piles à combustible, ou même un jour des smartphones et autres appareils similaires, fonctionner avec de l’électricité fournie par des cyborgs microscopiques.
Comme peut en témoigner quiconque a eu le malheur de toucher une anguille électrique ou de marcher sur un poisson torpille, les organismes vivants peuvent générer des quantités surprenantes d’électricité. C’est vrai non seulement pour les poissons, mais aussi au niveau microbien avec certaines espèces de bactéries. Ces bactéries exo-électrogènes produisent naturellement des électrons dans le cadre de leurs processus métaboliques, qui migrent ensuite vers la surface extérieure de l’organisme unicellulaire. Le problème est que cette électricité est très difficile à contrôler ou même à capter sur une électrode.
L’équipe du KIT, dirigée par le professeur Christof M. Niemeyer, a créé un échafaudage pour la bactérie Shewanella oneidensis, constitué d’un hydrogel poreux composé de nanotubes de carbone et de nanoparticules de silice entrelacés par des brins d’ADN. Cet échafaudage nanocomposite s’avère très attrayant pour les bactéries exo-électrogènes, les incitant à s’y fixer alors que d’autres espèces, comme E. Coli, ne le font pas.
Les bactéries sont intégrées dans un matériau composite composé de nanotubes de carbone et de nanoparticules de silice entrelacés avec de l’ADN
Selon l’équipe, non seulement cet échafaudage soutient la bactérie pendant plusieurs jours, mais il agit aussi comme un conducteur, produisant une activité électrochimique qui peut être captée par une électrode. De plus, en ajoutant une enzyme qui coupe les brins d’ADN, les scientifiques peuvent contrôler le processus.
« Pour autant que nous sachions, un matériau biohybride aussi complexe et fonctionnel a été décrit pour la première fois », explique Christof Niemeyer. « Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent que les applications potentielles de ces matériaux pourraient même s’étendre au-delà des biocapteurs microbiens, des bioréacteurs et des systèmes de piles à combustible ».
https://pubs.acs.org/journal/aamick
http://www.kit.edu/kit/english/pi_2020_033_microbial-cyborgs-bacteria-supplying-power.php
