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Tecnologia 2 min di lettura29 min fa

Batterie biologiche, la svolta arriva dai villi intestinali

La forma dell’intestino tenue ha suggerito ai ricercatori un nuovo modo per aumentare lo spazio disponibile alla crescita dei batteri nelle biobatterie.

La soluzione per rendere più efficienti le batterie alimentate da microrganismi potrebbe arrivare da una struttura naturale del corpo umano: i villi intestinali. Le minuscole estroflessioni che ricoprono l’intestino tenue hanno infatti una caratteristica preziosa anche per le biobatterie, cioè una superficie molto ampia rispetto al loro volume.

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La lezione dei villi intestinali

La conformazione dei villi permette all’intestino di disporre di una grande area di scambio senza occupare troppo spazio. In questo modo, l’organismo può assorbire i nutrienti con maggiore efficacia attraverso una superficie interna molto estesa.

Secondo i ricercatori, un’architettura ispirata a questa struttura potrebbe offrire ai batteri un’area più vasta sulla quale svilupparsi e generare energia. L’idea è stata studiata da un gruppo della Binghamton University guidato dal professor Seokheun “Sean” Choi, con la collaborazione dei dottorandi Ruohan “Astrid” Zhang e Botian Wang.


Il limite degli elettrodi attuali

Il progetto, pubblicato sulla rivista Small, nasce da una difficoltà ricorrente nella progettazione delle batterie biologiche: la geometria degli elettrodi. Le superfici piane garantiscono ai microrganismi uno spazio limitato, mentre le strutture porose possono riempirsi di biofilm e compromettere il funzionamento del dispositivo.

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Quando il biofilm si accumula, il passaggio dei nutrienti può diventare più difficile. Inoltre, i prodotti di scarto rischiano di concentrarsi e la crescita dei batteri può procedere in modo disomogeneo, riducendo l’efficienza complessiva del sistema.


Le ricerche di Choi

Choi lavora da anni su dispositivi capaci di produrre energia grazie ai microrganismi. Nel corso delle sue ricerche ha sperimentato soluzioni basate su carta, tessuti, metalli e polimeri, oltre a sistemi ingeribili e a configurazioni progettate per essere inserite in circuiti realizzati con stampa tridimensionale.

L’ispirazione proveniente dall’intestino rappresenta quindi un nuovo capitolo di questo percorso. La struttura simile a quella dei villi potrebbe combinare un ingombro contenuto con una superficie più ampia, affrontando uno dei principali ostacoli incontrati dalle biobatterie: mettere in contatto i batteri con abbastanza spazio e nutrienti senza favorire ostruzioni.

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