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Um time de cientistas alcançou um feito incrível ao criar uma bateria de sangue que incorpora hemoglobina em um dispositivo de armazenamento que consegue funcionar por até 30 dias.
Essa inovação tem potencial para ser aplicada em dispositivos médicos, embora persistam desafios a serem superados.
A pesquisa, liderada por cientistas da Universidade de Córdoba, na Espanha, foi recentemente publicada na revista Energy & Fuels.
O objetivo inicial do estudo era encontrar um catalisador adequado para as baterias de zinco-ar, e a hemoglobina, a proteína primária encontrada nos glóbulos vermelhos do sangue, atendeu aos critérios estabelecidos.
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Substituto
Atualmente, as baterias de íon de lítio são onipresentes, presentes em uma ampla gama de dispositivos, desde telefones celulares até veículos elétricos.
No entanto, elas estão frequentemente associadas à mineração mineral, um processo que pode ser danoso ao meio ambiente, além dos resíduos que produzem. Portanto, as baterias de zinco-ar surgem como uma alternativa mais sustentável e promissora.
Nesse caso, as baterias de zinco-ar operam por meio de uma reação de redução do oxigênio.
Quando o ar é aspirado para dentro da bateria, o oxigênio presente nele é reduzido a água no cátodo, a parte positiva. Consequentemente, os elétrons liberados oxidam o zinco no ânodo, a parte negativa.
No entanto, para que esse processo ocorra, é crucial um catalisador capaz de absorver rapidamente as moléculas de oxigênio e facilitar a formação de moléculas de água.
É aqui que a hemoglobina desempenha um papel vital. Os pesquisadores constataram que essa proteína atende aos requisitos necessários para essa função.
Papel da hemoglobina
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A hemoglobina é uma proteína complexa presente nos glóbulos vermelhos do sangue. Sua principal função é transportar oxigênio dos pulmões para os tecidos do corpo e, simultaneamente, transportar dióxido de carbono dos tecidos de volta para os pulmões, saindo do corpo durante a expiração.
Estruturalmente, a hemoglobina é composta por quatro subunidades globina, cada uma das quais contém um grupo heme. Nesse caso, o grupo heme apresenta um átomo de ferro no centro, que se liga ao oxigênio e permite o transporte eficiente do gás pelos tecidos do corpo.
Assim, desempenha um papel vital no processo de respiração celular, garantindo que as células do corpo tenham o oxigênio necessário para realizar suas funções metabólicas e eliminando o dióxido de carbono resultante dessas reações.
No contexto das baterias, seu emprego foi notável: apenas 0,165 miligramas de hemoglobina foram suficientes para garantir o funcionamento da bateria por aproximadamente 20 a 30 dias.
Segundo os especialistas, as baterias de zinco-ar com biocatalisadores de hemoglobina têm potencial para agirem em dispositivos implantáveis. É o caso dos marca-passos, devido à sua operação eficaz em um pH de 7,4, que é muito semelhante ao encontrado no sangue humano.
Desafios da bateria de sangue
Por outro lado, um desafio significativo relacionado ao uso da bateria de sangue é a incapacidade de recarregamento.
Visto que seus componentes não possuem um alto potencial de recarga, seria necessário substituir os elementos para continuar utilizando a bateria, especialmente visando objetivos hospitalares.
No entanto, essa necessidade se torna inviável em termos de segurança do paciente ou praticidade no uso do equipamento.
Por essa razão, os cientistas continuam suas investigações em busca de uma proteína capaz de catalisar a conversão da água em oxigênio, possibilitando assim a reinicialização do processo.
Além disso, outro obstáculo é a exigência de oxigênio, o que restringe sua aplicação em ambientes como o espaço sideral.
Afinal, embora seja um projeto teste, o objetivo é ter uma aplicação massiva, inclusive no futuro, em outros contextos. Por isso, cientistas buscam alternativas viáveis para além do oxigênio.
Mesmo assim, apesar dessas limitações, a bateria de sangue representa um avanço impressionante e um grande passo em direção à sustentabilidade energética global.
Fonte: Olhar Digital
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