Dans la boue trouble, entre deux électrodes, s'alignent de longues chaînes de bactéries, fines comme un câble microscopique. Chaque filament conduit le courant sur un centimètre entier, un véritable marathon pour un microbe. Le secret réside dans des fibres incrustées directement dans l'enveloppe des cellules : l'électricité y circule presque sans perte, comme dans une âme de cuivre.
En plongeant dans la fibre grâce à des calculs quantiques, les chercheurs ont vu qu'elle est constituée de nanorubans, de fines bandes épaisses d'une molécule. Chaque ruban est assemblé, comme une pyramide d'enfants, à partir d'anneaux nickel-organiques identiques (les chimistes les appellent blocs NiBiD). Les anneaux s'empilent de deux manières : soit exactement les uns au-dessus des autres (empilement AA), soit avec un décalage, comme des briques dans un mur (empilement AB). La deuxième option s'est avérée plus solide — des liaisons supplémentaires se verrouillent entre les couches, et les atomes de nickel tiennent avec cinq « pattes » au lieu de quatre.
La grande surprise, c'est la façon dont les électrons se déplacent. Dans les empilements les plus stables, le nuage électronique d'un anneau chevauche si fortement celui du voisin que la charge ne reste pas en place, mais s'étale sur tout le ruban. Ce ne sont pas des sauts de butte en butte, mais un écoulement fluide, presque comme dans un métal. C'est ce mécanisme qui permet à la fibre de laisser passer le courant sans surchauffe et avec un minimum de pertes — une aubaine pour les futurs conducteurs biocompatibles.
Les bactéries câbles sont les seuls organismes multicellulaires connus à transporter des électrons sur des distances centimétriques à travers leur propre corps, et non par des pilis externes.