Le refroidissement accélère les électrons dans les nanofils bactériens

Le sol sous nos pieds et sous le plancher océanique est un réseau électriquement chargé, produit par des bactéries qui "expirent" des électrons en excès à travers de minuscules nanofils dans un environnement dépourvu d'oxygène. Des chercheurs de l'université de Yale ont étudié les moyens d'améliorer cette conductivité électrique naturelle au sein de nanofils d'une largeur de 1/100 000e d'un cheveu humain en identifiant le mécanisme de circulation des électrons.

Dans une nouvelle étude publiée dans Science advances, une équipe dirigée par Peter Dahl, étudiant diplômé, avec Nikhil Malvankar, professeur adjoint de biophysique moléculaire et de biochimie à l'Institut des sciences microbiennes, et Victor Batista, professeur de chimie, a découvert que les nanofils déplacent 10 milliards d'électrons par seconde sans aucune perte d'énergie. Ces travaux expliquent la remarquable capacité de ces bactéries à envoyer des électrons sur de longues distances. L'équipe a également constaté que le refroidissement de l'environnement autour des nanofils de Geobacter de la température ambiante à la congélation multiplie la conductivité par 300. Ce résultat est très surprenant, car le refroidissement gèle généralement les électrons et les ralentit dans les matériaux organiques. En combinant les expériences et la théorie, les chercheurs ont découvert que les températures plus froides restructurent les liaisons hydrogène et aplatissent les protéines hèmes à l'intérieur des nanofils, améliorant ainsi le flux d'électricité. L'exploitation de ce réseau électrique naturel pourrait un jour conduire au développement de circuits électriques vivants et autoréparateurs, de nouvelles sources d'électricité et de stratégies de biorestauration.