有一天,微生物機(jī)器人(細(xì)菌與電子設(shè)備結(jié)合)可能會(huì)在燃料電池、生物傳感器和生物反應(yīng)器中有用。然而,首先,科學(xué)家需要開(kāi)發(fā)不僅能培養(yǎng)微生物,還能有效和可控地收獲電力或其他資源的材料?,F(xiàn)在,ACS應(yīng)用材料界面報(bào)道的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種材料,使他們能夠創(chuàng)建一個(gè)可編程的“生物混合”系統(tǒng),從發(fā)電細(xì)菌中傳導(dǎo)電子。
與其他細(xì)菌不同,外源電子可以使電子通過(guò)細(xì)胞外膜移動(dòng)到細(xì)胞外部??茖W(xué)家試圖通過(guò)使用各種材料將電子傳導(dǎo)到電極來(lái)利用這種電。然而,到目前為止,支持細(xì)菌生長(zhǎng)的導(dǎo)電材料要么效率低,要么不容易編程來(lái)控制電流。Christniemeyer和他的同事希望開(kāi)發(fā)一種納米復(fù)合材料,既能控制電流,又能支持外源電子的生長(zhǎng)。
研究人員制造了由碳納米管和二氧化硅納米粒子組成的多孔水凝膠,它們由脫氧核糖核酸鏈編織在一起。他們?cè)谥Ъ苌咸砑恿送庠措娋鸵后w培養(yǎng)基,為微生物提供營(yíng)養(yǎng)。這種材料有效地將細(xì)菌產(chǎn)生的電子傳導(dǎo)到電極。細(xì)菌在材料上生長(zhǎng)良好并完全滲透。為了切斷電源,研究人員添加了一種酶,這種酶會(huì)切斷脫氧核糖核酸鏈,導(dǎo)致物質(zhì)分解。研究人員說(shuō),材料的導(dǎo)電性和其他特性也可以通過(guò)改變將支架固定在一起的脫氧核糖核酸片段的大小和序列來(lái)定制。
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