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Batterie ad enzimi: un mondo di sostenibilità è possibile!

batterie ad enzimi

E se esistessero delle batterie di lunga durata, biocompatibili e che sfruttano forme di energia alternativa? Sembra un connubio impossibile ma una ricerca potrebbe rispondere a questa esigenza, ed in maniera molto brillante. La vera rivoluzione è abbandonare i "fossili" per muoversi verso l'energia pulita e pare sia sempre un passo più vicina.

Una nuova ricerca, condotta presso l'Università Concordia, potrebbe rappresentare un nuovo ed importantissimo passo verso l'energia pulita. Pare, infatti, che sia finalmente possibile estendere la durata delle batterie grazie agli enzimi che possono mantenere la carica per intervalli di tempo che variano da alcuni secondi fino ad alcune ore, così come spiegato sul “Journal of The American Chemical Society”

Il Professore associato dell'Università in questione, il docente László Kálmán, insieme con i suoi colleghi del dipartimento di fisica, ha lavorato fino a questo momento con gli enzimi in questione, ritrovati in alcuni batteri, poichè utili per immagazzinare l'energia solare. La luce causa una separazione di carica all'interno dell'enzima, facendo in modo da identificare una sezione carica negativamente che si oppone ad una con carica di segno positivo.

La speranza, grazie a questa ricerca, è di riuscire a fare in modo che queste batterie siano di lunga durata, in modo tale da diminuire drasticamente l'impatto ambientale.

Kálmán ha dichiarato che l'immagazzinamento del potenziale elettrico (ovvero della differenza di potenziale elettrico), è una delle tematiche sulle quali il gruppo di ricerca si sta concentrando con maggiore attenzione. La speranza è quella di riuscire a garantire che la separazione di carica possa durare più a lungo nel tempo.

In questo studio, il gruppo di scienziati ha cercato di fare in modo da creare un ambiente in cui per le cariche non ci fosse facilità di diffusione, in modo da evitare che si distribuissero arbitrariamente.

Ciò che gli studiosi hanno dimostrato è che l'addizione di molecole differenti ha permesso loro di modificare la forma degli enzimi e, con essa, anche le loro proprietà elettriche. È noto, infatti, che le proprietà elettriche, la capacità di legame e molte altre proprietà chimiche, discendono direttamente dalla forma. Proprio grazie a questa nozione, il team di ricerca ha potuto lavorare per raggiungere l'obiettivo finale.

La configurazione naturale degli enzimi, di cui lo studio tratta approfonditamente, è localizzata negli strati più esterni delle membrane cellulari, ovvero la membrana lipidica. La struttura dell'enzima le permette, peraltro, di ricombinarsi velocemente affinché essa trovi facilmente bilanciamento netto di cariche.

Ciò nonostante, non appena molecole di differenti sostanze lipidiche si incontrano a formare la membrana, come testimonia l'esperimento del gruppo di Kálmán, si verifica una non perfetta coincidenza tra la forma della membrana e quella dell'enzima. Sia l'enzima sia la membrana finiscono per modificare la loro forma in funzione del miglior adattamento reciproco. Questa naturale evoluzione porta a cambiamenti che rendono molto più difficile, per gli enzimi, ricombinare le cariche. Una conseguenza di questo, è proprio ciò che lo studio voleva dimostrare, ovvero la possibilità di isolare differenze di potenziali elettrici.

Kálmán ha, inoltre, dichiarato che “Quello che stiamo facendo è molto simile ad una gara automobilistica su una strada coperta di neve; le condizioni ambientali impedirebbero la gara automobilistica esattamente allo stesso modo in cui la presenza di differenti tipi impedisce all'enzima di ricombinare le cariche così come farebbe in condizioni normali. Si tratta di un vero e proprio ostacolo, al quale questo studio cerca di porre rimedio, o di capire se ve n'è uno.

La fotosintesi, processo chimico che esiste da miliardi di anni, è uno dei sistemi più evoluti e nel contempo più antichi di conversione dell'energia. A questo proposito Kálmán spiega, con grande chiarezza, come sia il cibo sia le forme di energia che noi utilizziamo ogni giorno, tutto insomma, sia il risultato di questo tipo di processo.

Uno degli aspetti che lo studioso ha tenuto a sottolineare è che una delle principali ragioni per le quali i ricercatori si stanno rivolgendo a questi sistemi naturali è dovuto al fatto che le risorse a cui fanno riferimento sono presenti in natura in grande quantità, se non sono addirittura inesauribili. Stiamo parlando di risorse come la luce solare, l'anidride carbonica e l'acqua. Quello che i ricercatori stanno facendo è cercare di utilizzare energia naturale per suggerire che la strada della sostenibilità si coniuga perfettamente con l'idea di accumulo dell'energia.

Uno dei campi a cui il gruppo di ricerca fa riferimento con maggior insistenza è quello medicale, con particolare riferimento alla possibilità di creare batterie che siano biocompatibili. Queste potrebbero essere utilizzate, volendo fare soltanto alcuni esempi, per il monitoraggio delle funzioni fisiologiche del paziente nei controlli post-operatori. Queste batterie, infatti, potrebbero portare notevoli miglioramenti nella tecnica, visto che non conterrebbero assolutamente alcun tipo di sostanza metallica tossica. Esse potrebbero, quindi, addirittura essere lasciate all'interno del corpo del paziente senza che questo causi alcun tipo di danno.

Per queste, ed altre mille ragioni, le batterie ad enzimi sembrano davvero rappresentare il futuro. Un futuro fatto di attenzione all'ambiente così come alla cura della tecnologia. Sembrano infatti disegnare un mondo molto diverso da quello che conosciamo adesso, fatto di energia usa e getta utile solo per qualche mese.

Per citare un famosissimo film, “un mondo, insomma, dove tutto è possibile”.

 

 

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