Электромикробиология изучает уникальную способность некоторых бактерий генерировать электричество, перенося электроны за пределы клетки на электроды. Эти микроорганизмы, такие как Geobacter sulfurreducens и Shewanella oneidensis, используют прямой или опосредованный перенос электронов через цитохромы, нанопроводники или растворимые медиаторы. Биоэлектрохимические системы, включая микробные топливные элементы (MXC), преобразуют органические отходы в энергию, аналогично батареям.
Микробные топливные элементы интегрируют с очисткой сточных вод, регенерируя энергию и улучшая процесс, как в самодостаточных электрических туалетах в Индии и Англии. Они улавливают CO2 через микробный электросинтез, превращая его в полезные химикаты, и очищают от тяжелых металлов, пестицидов. Биосенсоры на основе электроактивных биопленок обеспечивают быстрый мониторинг качества воды в отдаленных районах.
Электроактивность патогенов вроде Enterococcus faecalis и Listeria monocytogenes связана с патогенностью в железосодержащих средах, открывая мишени для новых антибиотиков. Кишечные бактерии генерируют ток до 500 микроампер, что может влиять на микробиом и здоровье. Носимые биоэлектрохимические элементы из жидкостей тела послужат датчиками для мониторинга хронических заболеваний в реальном времени.
Устройство Air-gen на нанопроводниках Geobacter генерирует электричество из влажности воздуха непрерывно, без света или обслуживания. Биодевайсы с белковыми нанопроводниками обещают "зеленую электронику" — биоразлагаемую и устойчивую. Кабельные бактерии переносят электроны на сантиметры, минимизируя выбросы метана в осадках.
Электромикробиология объединяет микробиологию, электрохимию и инженерию для устойчивой энергетики, очистки и медицины, с растущим финансированием исследований.