“Primo passo per il fotovoltaico vivente”, lo studio svizzero sui batteri che assorbono nanotubi di carbonio

Una vera soluzione alla crisi energetica in corso e agli sforzi contro il cambiamento climatico. È il percorso che sembra suggerire uno studio dei ricercatori della Scuola Politecnica Federale di Losanna (École Polytechnique Fédérale de Lausanne), in Svizzera, i cui risultati sono stati pubblicati in un articolo su Nature Nanotechnology. Alcuni batteri sono stati “convinti” ad assorbire spontaneamente nanotubi di carbonio a parete singola (SWCNT), tubi di atomi di carbonio con affascinanti proprietà meccaniche e ottiche. Questi nanotubi hanno illuminato la strada verso il fotovoltaico vivente, dispositivi biologici capaci di produrre energia utilizzando microrganismi fotosintetici. Ad ideare questa entusiasmante tecnica, con la quale potrebbero essere prodotti pannelli fotovoltaici composti da batteri, gli scienziati guidati da Ardemis Boghossian, professore presso la School of Basic Sciences dell’EPFL

“Mettiamo nanotubi all’interno dei batteri – ha affermato il professore -. Siamo riusciti a farlo e questo ha implicazioni molto interessanti in termini di applicazioni”. I ricercatori hanno inserito nanotubi in cellule di mammiferi che utilizzano meccanismi come l’endocitosi, che sono specifici per quel tipo di cellule. I batteri, d’altra parte, non hanno questi meccanismi e devono affrontare ulteriori sfide per far passare le particelle attraverso la loro membrana esterna. La ricerca di Boghossian si è concentrata sull’interfacciamento di nanomateriali artificiali con costrutti biologici, comprese le cellule viventi. Le tecnologie “nanobioniche” risultanti combinano i vantaggi sia del mondo vivente che di quello non vivente. Per anni, il suo gruppo ha lavorato sulle applicazioni nanomateriali dei nanotubi di carbonio a parete singola (SWCNT).

Queste proprietà rendono gli SWCNT ideali per molte nuove applicazioni nel campo della nanobiotecnologia. Ad esempio, gli SWCNT sono stati inseriti all’interno di cellule di mammiferi per monitorare il loro metabolismo utilizzando l’imaging nel vicino infrarosso. L’inserimento di SWCNT nelle cellule dei mammiferi ha anche portato a nuove tecnologie per la somministrazione di farmaci terapeutici ai loro bersagli intracellulari, mentre nelle cellule vegetali sono stati utilizzati per l’editing del genoma. Gli SWCNT sono stati impiantati anche in topi vivi per dimostrare la loro capacità di visualizzare il tessuto biologico in profondità all’interno del corpo.

“Un altro aspetto interessante è che, quando mettiamo i nanotubi all’interno dei batteri, i batteri mostrano un aumento significativo dell’elettricità prodotta quando vengono illuminati dalla luce”, ha dichiarato Melania Reggente, postdoc del gruppo di Boghossian. “Il nostro laboratorio sta ora lavorando all’idea di utilizzare questi batteri nanobionici in un fotovoltaico vivente.”
I fotovoltaici “viventi” sono dispositivi biologici che producono energia utilizzando microrganismi fotosintetici. Sebbene siano ancora nelle prime fasi di sviluppo, questi dispositivi rappresentano una vera soluzione alla crisi energetica in corso e agli sforzi contro il cambiamento climatico.

Lo studio su Nature

Alessandro Berlingeri