Os fungos são uma fonte de fascínio. Este reino da vida — mais relacionado com os animais do que com as plantas — engloba uma enorme variedade. Tudo pode ser encontrado aqui: de cogumelos comestíveis a bolores, de vida unicelular ao maior organismo da Terra, de agentes patogénicos causadores de doenças a super-heróis que produzem medicamentos. Agora, os investigadores da Empa conseguiram extrair outra capacidade dos fungos: gerar eletricidade.
Como parte de um projeto de investigação de três anos, apoiado pela Gebert Rüf Stiftung no âmbito do seu programa de financiamento Microbials, os investigadores do laboratório de Celulose e Materiais de Madeira da Empa desenvolveram uma bateria de fungos funcional. As células vivas não produzem muita eletricidade — mas fabricam o suficiente para alimentar um sensor de temperatura durante vários dias, por exemplo. Estes sensores são utilizados na agricultura ou na investigação ambiental. A maior vantagem da bateria de fungos: Ao contrário das baterias convencionais, não só é completamente não tóxica como também é biodegradável.
Fungos da impressora
Em rigor, a célula não é uma bateria, mas sim uma chamada célula de combustível microbiana. Como todos os seres vivos, os microrganismos convertem nutrientes em energia. As células de combustível microbianas aproveitam este metabolismo e captam parte da energia como eletricidade. Até à data, a maior parte das células de combustível microbianas eram alimentadas por bactérias. “Pela primeira vez, combinámos dois tipos de fungos para criar uma célula de combustível funcional”, afirma Carolina Reyes.
Os metabolismos das duas espécies de fungos complementam-se: No ânodo existe um fungo de levedura cujo metabolismo liberta eletrões. O cátodo é colonizado por um fungo da podridão branca, que produz uma enzima especial, permitindo que estes sejam capturados e conduzidos para fora da célula.
Os fungos não são “plantados” na bateria, mas são parte integrante da célula desde o início. Os componentes da bateria fúngica são fabricados através de impressão 3D. Isto permite aos investigadores estruturar os elétrodos de forma a que os microrganismos possam aceder aos nutrientes o mais facilmente possível. Para o efeito, as células fúngicas são misturadas na tinta de impressão. É mais fácil falar do que fazer: “Já é suficientemente difícil encontrar um material em que os fungos cresçam bem”, afirma Gustav Nyström, Diretor do laboratório de Celulose e Materiais de Madeira. “Mas a tinta também tem de ser fácil de extrudir sem matar as células e, claro, queremos que seja condutora de eletricidade e biodegradável.”
Microbiologia e engenharia elétrica
Graças à vasta experiência do seu laboratório na impressão 3D de materiais macios e de base biológica, os investigadores conseguiram produzir uma tinta adequada à base de celulose. As células fúngicas podem mesmo utilizar a celulose como nutriente, ajudando assim a decompor a bateria após a sua utilização. No entanto, a sua fonte de nutrientes preferida são os açúcares simples, que são adicionados às células da bateria. “É possível armazenar as baterias de fungos num estado seco e activá-las no local, bastando adicionar água e nutrientes”, diz.
Embora os fungos robustos sobrevivam a estas fases secas, o trabalho com os materiais vivos colocou uma série de desafios aos investigadores. O projeto interdisciplinar combina microbiologia, ciência dos materiais e engenharia elétrica. Para caraterizar as baterias de fungos, a microbiologista Reyes não só teve de aprender técnicas de eletroquímica, como também de as adaptar a tintas de impressão 3D.
Os investigadores tencionam agora tornar a bateria fúngica mais potente e duradoura e procurar outros tipos de fungos adequados para fornecer eletricidade. “Os fungos ainda são pouco investigados e pouco utilizados, especialmente no domínio da ciência dos materiais”, concordam Reyes e Nyström.
