Metal vivo pode unificar biologia e eletrônica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/11/2025

A inovação consiste na mescla improvável de esporos bacterianos com um metal líquido.
[Imagem: Maryam Rezaie et al. - 10.1002/adfm.202521818]

Eletrônica com vida

Quando anunciaram que queriam dar uma "vida nova" para os eletrônicos, ninguém imaginou que Maryam Rezaie e colegas da Universidade de Binghamton, no Reino Unido, estavam falando tão literalmente.

Rezaie criou compósitos que ela chama de "metais vivos", que prometem dar mais vida à bioeletrônica, a tecnologia que pretende integrar a eletrônica com os seres vivos, o que inclui tanto implantes médicos inteligentes quanto robôs que se assemelhem mais aos seres vivos.

Para transformar os sistemas eletrônicos, rígidos e sem vida, em plataformas adaptáveis e vivas, capazes de interagir perfeitamente com ambientes biológicos, a equipe incorporou endósporos de bactérias em matrizes de metal líquido. Endósporos são estruturas extremamente resistentes que guardam material genético das bactérias, e metais líquidos são metais ou ligas que se liquefazem a temperaturas muito baixas.

A equipe já vinha trabalhando há anos na criação de plantas artificiais e de biobaterias feitas com bactérias, mas eles tipicamente usavam polímeros condutores, já que é difícil integrar os metais líquidos nos circuitos - suas propriedades hidrofóbicas dificultam a adesão a substratos eletrônicos, e a exposição ao ar ou à água leva à formação de uma camada de óxido que restringe o fluxo de elétrons e interrompe a comunicação entre sistemas eletrônicos e biológicos.

Mas os condutores poliméricos também têm seus problemas, incluindo uma baixa condutividade e dificuldade em resistir aos ambientes complicados do interior dos seres vivos. Então, não teve outro jeito, o negócio foi encarar as dificuldades dos metais líquidos.

O material bio-híbrido apresentou vantagens em relação a cada componente separadamente.
[Imagem: Maryam Rezaie et al. - 10.1002/adfm.202521818]

Metal líquido com bactérias

A chave para a inovação apresentada agora pela equipe está nas bactérias eletrogênicas, células bacterianas que geram pequenas quantidades de eletricidade.

Ao combinar metal líquido com endósporos dormentes da bactéria Bacillus subtilis, que a equipe já havia utilizado para desenvolver suas biobaterias, o material compósito supera muitas das limitações do metal líquido sozinho.

"Quando combinamos os esporos com as gotículas de metal líquido, ocorre uma enorme força de atração, porque os esporos possuem grupos funcionais químicos em sua superfície que interagem com as camadas de óxido de metal líquido. Essa forte força rompe as camadas de óxido, permitindo que o metal se torne condutor," contou o professor Seokheun Choi, coordenador da equipe.

Os esporos podem permanecer inativos em condições adversas e germinar quando o ambiente se torna mais favorável. O compósito também é facilmente absorvido por substratos usados na fabricação dos dispositivos bioeletrônicos, como o papel, mantendo as melhores propriedades do metal. E, quando os esporos germinam, a condutividade elétrica melhora muito.

Mais importante ainda, o compósito apresenta a capacidade de autorreparação, que as aplicações bioeletrônicas e biomédicas exigem. Quando ocorre uma ruptura no material, o compósito preenche a lacuna de forma autônoma, uma propriedade importante para quando um circuito for danificado e não puder ser facilmente substituído - dentro do corpo humano, por exemplo.

"Os sistemas biológicos usam moléculas e íons para o metabolismo ou sinalização, enquanto a eletrônica depende exclusivamente de elétrons, o que pode gerar erros de comunicação," disse Choi. "As bactérias eletrogênicas usam moléculas e íons, mas também geram elétrons. A questão é como podemos integrar perfeitamente essas bactérias eletrogênicas em um eletrodo vivo para conectar esses dois sistemas."

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