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美證實細菌絲網(wǎng)具有導電性
點擊次數(shù)：963 發(fā)布時間：2013-8-14
美證實細菌絲網(wǎng)具有導電性http://m.911xiazai.com/st175729
美國科學家表示，他們發(fā)現(xiàn)，硫還原泥土桿菌體內的微生物納米線（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備。
領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》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)十億個細胞內聚而成，這些絲網(wǎng)讓其生物膜具有了與廣泛應用于電子工業(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域一個基本的新特性，其能通過納米線將電子運送到體內的氧化鐵（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，結果發(fā)現(xiàn)，該細菌產(chǎn)生了厚的、帶電的導電生物膜。科學家們使用不同的菌株進行研究后發(fā)現(xiàn)，生物膜內的導電性可能歸功于貫穿于生物膜的納米線網(wǎng)絡。
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)境中使用的電子設備。