【細菌納米線的行為，比如金屬】

江南布衣

【細菌納米線的行為，比如金屬】

 

 

 

微生物納米線的行為像一個金屬

在美國的研究人員說，他們已經發現在生物學上的一個新現象：金屬般的導電沿蛋白細絲。

 

結果表明，它可以廉價使用的微生物的導電材料 - 的東西，可以“革命性”納米技術和生物電子學，根據球隊才有可能產生。

 

在馬薩諸塞大學的德里克Lovley和他的同事們在“細菌細絲”網絡，他們的發現。

 

這些也被稱為“微生物納米線”，因為他們進行電子沿其長度。

 

這些都是自然產生的一些細菌，約 3-5納米寬的可達幾十微米長。

 

細絲結合成團塊，稱為微生物生物膜的細菌。

 

Lovley的研究小組在納米線由細菌產生的Geobacter菌 sulfurreducens 。

 

研究人員測量了電導率，約5 MS厘米的導線 -1，這是在電子行業通常使用的有機合成的金屬納米結構的。

 

的電線也被視為進行多厘米的距離，這是幾千倍的細菌本身的長度。

 

為生物膜的金屬第一

研究人員聲稱，這是第一次，已在生物材料中發現，類似金屬的電導率。

 

事實上，微生物生物膜普遍認為，作為電子絕緣體。

 

Geobacter菌是生活在世界各地的水生沉積物和土壤的厭氧生物體。

 

他們“呼吸”電子轉移在土壤中的鐵氧化物 。

 

這意味著，他們也可以用來清理有毒和放射性金屬等污染物污染的地下水 。

 

“細菌利用同樣的方式，動物用氧氧化鐵，解釋說：”

 

團隊成員Nikhil Malvankar。

 

他說，Geobacter菌並用其進行納米線是類似於人類通過10公里長的通氣管的呼吸 。

 

在實驗室中，Geobacter菌可以生長在電極，而不是鐵的氧化物，並產生厚，導電的生物膜。

 

可愛和同事參加了這一事實，他們的實驗中，他們觀察到的納米線與醋酸作為電子供體生物膜生長的微生物燃料電池擴散的網絡優勢。

 

此電子供體進行了修改，使燃料電池的陽極-行為-作為電子受體，以幫助生物膜增長是由50微米的非導電的差距分隔兩金電極。

 

生物晶體管

當第三個電極，然後添加到系統中，研究小組發現，生物膜可以作為一種生物晶體管，可以切換和關閉由施加電壓。

 

“更重要的是，生物膜的導電性，可以通過簡單地改變溫度調整 - 就像在任何金屬材料發生的事情，說：”小組成員馬克 Tuominen。

 

使用具有導電尖端的原子力顯微鏡，研究人員觀察，陽極和陰極之間的電流增加生物膜的增長在電極上。

 

共聚焦激光掃描顯微鏡也顯示，這些細胞形成了電影，穿過非導電的差距蔓延。這座橋允許團隊來衡量的生物膜的電導率。

 

“沿著這樣的蛋白細絲的遠射，金屬般的電導是在生物學範式的轉變，改變了我們認為微生物有關如何與他們的環境和對方的互動，”

 

Lovley說。“結構也可以與電子接口，正如我們已經表明。”

 

捕獲新能源戰略

這一發現可能會影響捕獲能源戰略的設計，如生物質和廢物的甲烷或電力，Lovley索賠轉換。

 

進一步展望未來，這一發現可能導致新的電子材料的發展 -

 

無論是由自己或工程的基礎上從生物材料的深入洞察的微生物產生的。

 

評論說：我相信致力於改善我們的細菌納米線沿電荷轉移涉及的部件和機制的基本認識，的研究是重要的，並可能有廣泛深遠的學術和實際意義，美國南加州大學，誰沒有尤里Gorby參與這項工作。

 

“不過，這是至關重要的，我們這些參與這項研究的維持產生高質量的數據，將經受住了時間的考驗的最高標準。”

 

這位馬薩諸塞州的小組目前正在尋找背後的金屬一樣導電的機制。

 

“我們未來的發展戰略之一，是基因修飾的氨基酸組成的細絲，並確定如何隨後影響細菌納米線的導電”，揭示Lovley。

 

據報導，在自然納米技術 10.1038/nnano.2011.119工作

關於作者

百麗Dumé是特約編輯到 nanotechweb.org

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/46821