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¿Puede una bacteria como E. coli producir filtros proteicos de luz más baratos, saludables y sostenibles para los LED? Con este objetivo acaba de arrancar el proyecto europeo ENABLED, coordinado por IMDEA Materiales desde España e inspirado en la bioluminiscencia de los animales marinos.
Los diodos emisores de luz (LED, por sus siglas en inglés) se componen de un chip emisor azul y un filtro basado en tierras raras que transforma la luz azul en otra blanca que usamos en nuestras casas.
Pero estos filtros no convierten la luz azul de forma eficiente, produciendo problemas en la vista de los niños y afectando el ritmo circadiano (trastornos del sueño) en los adultos. Además, no se reciclan y se espera que se agoten las reservas naturales de la materia prima en 10-15 años si la producción de LED aumenta. Las tierras raras, como indica su nombre, son escasas.
En este contexto, un consorcio europeo de investigadores ha comenzado el proyecto ENABLED (Engineering of Artificial fluorescent proteins for Bilogical Light Emitting Diodes), que propone reemplazar esos filtros por otros alternativos inspirados en lo que utiliza la naturaleza debajo del mar.
Multitud de animales marinos producen luz de alta potencia para comunicarse, cazar o protegerse, usando filtros de proteínas. El principal problema es sacar esa biotecnología del agua del mar y llevarla a nuestros dispositivos de iluminación que no quieren nada de agua.
Un grupo de investigación de IMDEA Materiales, que coordina el proyecto bajo la dirección de Rubén D. Costa, ya ha conseguido estabilizar o empaquetar proteínas de este tipo en plásticos sin que pierdan sus excelentes propiedades luminiscentes. Esta nueva tecnología se llama bioLED.
“Con proteínas naturales hemos llegado a prestaciones de seis meses de estabilidad y eficiencias altas y aún nos queda mucho que hacer, pero otra aproximación es crear nuevas proteínas fluorescentes para iluminación”, apunta Costa.
Proteínas y bacterias al servicio de la iluminación
Esta segunda opción es la que se plantea en ENABLED: ¿se pueden evolucionar las proteínas para nuestras necesidades de iluminación? El equipo europeo trabaja en el desarrollo de nuevas proteínas diseñadas genéticamente y preparadas por bacterias, como E. coli, para crear la nueva generación de bioLED con prestaciones mejoradas.
“El objetivo es crear una nueva generación de filtros de color basados en proteínas fluorescentes mejoradas genéticamente para llegar a las prestaciones que se necesita para la iluminación LED”, apunta Costa.
“Estas proteínas artificiales –añade– englobarán lo mejor de la (foto y térmica)estabilidad de los emisores artificiales y la protección de los esqueletos proteicos que se podrán incluir en el código genético para que los podamos producir de forma ecológica y sostenible usando bacterias”.
Este proyecto multidisciplicar se considera una de las acciones pioneras donde la biología sintética se pone al servicio del progreso de la iluminación artificial. Está financiado por la Comisión Europea a través de la convocatoria de Tecnologías Emergentes Futuras (FET) del programa marco europeo de I+D Horizonte 2020, cuenta con un presupuesto de 2,6 millones de euros y tiene una duración de 3 años.
Además de IMDEA, en el consorcio de ENABLED participan otros cinco socios: CIC-biomaGUNE y la Universidad de Oviedo en España, la Universidad de Turín y la compañía ABIEL en Italia y la Universidad Tecnológica de Graz en Austria. En conjunto incluye a grupos de biocomputación, teoría, ingeniería bioquímica, química, biología sintética y optoelectrónica.
“En pocas palabras, nuestro objetivo final es que las bacterias como E. coli estén modificadas genéticamente para producir los filtros de luz que usaremos en la próxima generación de bioLED”, concluye Costa.
Investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas y una empresa derivada presentan un método para sintetizar puntos cuánticos de telururo de plata respetuoso con el medio ambiente. Se puede aplicar en fotodetectores de luz infrarroja de onda corta y semiconductores CMOS, de uso común en electrónica de consumo.
Investigadores de la Universidad Autónoma de Barcelona y el instituto ICMAB han inducido propiedades magnéticas a una lámina de nitruro de cobalto sin conectarla a un cable eléctrico. El voltaje se aplica a un líquido con conductividad iónica circundante, pero no a la muestra. Este cambio de paradigma podría ayudar a crear nanorobots magnéticos para la biomedicina y sistemas de computación sin cableado.
