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美證實細菌絲網(wǎng)具有導電性
更新時間:2013-08-14   點擊次數(shù):845次

美證實細菌絲網(wǎng)具有導電性http://www.chem17.com/st175729

美國科學家表示,他們發(fā)現(xiàn),硫還原泥土桿菌體內(nèi)的微生物納米線(菌絲網(wǎng))能長距離地傳導電子。發(fā)現(xiàn)有望*改變納米技術(shù)和生物電子學,讓科學家研制出更便宜且無毒的納米材料,以便生物傳感器和能與生物系統(tǒng)相互作用的固體電子設(shè)備。

    領(lǐng)導該研究的馬薩諸塞大學阿默斯特分校的微生物學家德里克·洛維利、物理學家馬克·托米勒在8月7日出版的《自然·納米技術(shù)》雜志在線版上撰文指出,穿越這種桿菌生物膜的菌絲網(wǎng)由數(shù)十億個細胞內(nèi)聚而成,這些絲網(wǎng)讓其生物膜具有了與廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)的人造導電聚合物相媲美的導電性,電子可在其上傳導,傳導的距離可為細菌體長的幾千倍。

    科學家們稱,這是他們觀察到電荷沿著蛋白微絲傳導,以前,科學家們認為,這樣的傳導需要細胞色素蛋白質(zhì)的參與,細胞色素讓電子進行短距離“旅行”。而研究證明,即便沒有細胞色素,電子也能進行“長途旅行”,這種細菌的蛋白微絲就像真正的金屬導線一樣。

    洛維利表示:“蛋白微絲能采用這種方式導電是生物學領(lǐng)域的一次‘范式改變’,其對于我們理解自然的微生物過程以及其對環(huán)境治理和可再生能源的非常重要。”

    2005年,該團隊在《自然》雜志撰文指出,硫還原泥土桿菌的納米線可能代表了生物學領(lǐng)域一個基本的新特性,其能通過納米線將電子運送到體內(nèi)的氧化鐵(其對該細菌的作用就像氧氣對人一樣),但他們沒有給出其具體的運作機制?,F(xiàn)在,在實驗室中,科學家們用電極取代了氧化鐵,結(jié)果發(fā)現(xiàn),該細菌產(chǎn)生了厚的、帶電的導電生物膜??茖W家們使用不同的菌株進行研究后發(fā)現(xiàn),生物膜內(nèi)的導電性可能歸功于貫穿于生物膜的納米線網(wǎng)絡(luò)。

    托米勒指出,人造納米線的屬性可以通過改變其周圍的環(huán)境來改變,而這種細菌采用的天然方法使科學家能通過簡單地改變溫度或調(diào)制基因表達新菌株來操縱導電性。引入第三個電極能使生物膜像生物晶體管一樣,通過施加電壓使其關(guān)閉或打開,其或許能填補固態(tài)電子學和生物系統(tǒng)之間的鴻溝,讓我們出新的生物兼容材料。

    科學家們指出,發(fā)現(xiàn)有望啟發(fā)人們找到更多天然無毒的新導電納米材料,其比人造材料更容易而且成本更低。未來,我們甚至可以出在水中和潮濕環(huán)境中使用的電子設(shè)備。

 

 

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