由海軍研究辦公室(ONR)贊助的科學家已經對一種常見的土壤細菌進行了基因改造，以生產出不僅導電，而且比人類頭發(fā)細幾千倍的電線。
隨著電子設備越來越多地觸及人們生活的方方面面，對技術的需求也越來越大。這項技術比以往任何時候都更小、更快、更具移動性和功能性。由于納米技術的進步(在原子或分子尺度上操縱物質)，工業(yè)可以生產厚度僅為十億分之一米的材料。
由ONR贊助的研究人員——由馬薩諸塞大學阿姆赫斯特分校的微生物學家德里克洛維里博士領導——表示，他們的工程生產線可以用可再生的“綠色”能源生產，如太陽能、二氧化碳或植物廢料；由無毒的天然蛋白質制成；并且避免了通常用于制造納米電子材料的苛刻的化學工藝。
ONR戰(zhàn)斗機性能部門的項目官員琳達克里西博士說：“像洛夫里博士這樣的研究可能會導致新電子材料的開發(fā)，以滿足對更小、更強大的計算設備日益增長的需求。“能夠用可持續(xù)材料生產極細的電線，作為傳感器、晶體管和電容器等電子器件的組件，具有巨大的潛在應用?！?
Lovley工作的核心是Geobacter，一種產生微生物納米線的細菌——從生物體中突出的毛發(fā)狀蛋白質絲——使其能夠與支持其地下生長的氧化鐵形成電連接。雖然Geobacter天生攜帶的電足夠生存，但電流對人類來說太弱了，但用電極測量就足夠了。
Lovley的團隊調整了細菌的基因組成，用色氨酸替換了電線中天然存在的兩種氨基酸——這被歸咎于(有些人說是錯誤的)感恩節(jié)火雞太多導致的嗜睡。除了食物指控，色氨酸實際上非常擅長傳輸納米級電子。
“隨著我們對微生物納米線的工作原理了解得越來越多，我們意識到改進大自然的設計是可能的，”可愛說?！拔覀冎匦屡帕辛税被?，制造出我們認為可能更具導電性的合成納米線。我們希望Geobacter仍然可以形成納米線，并使其電導率翻倍。”
這個結果超出了研究小組的預期，因為合成的植入色氨酸的納米線的電導率比天然納米線高2000倍。此外，它們更耐用、更小，直徑為1.5納米(比人類頭發(fā)細6萬倍)，這意味著數千條納米線可能存儲在最小的空間中。
Lovley和Chrisey都指出，隨著電子和計算設備尺寸的縮小，這些超微納米線具有許多潛在的應用。例如，它們可以安裝在醫(yī)療傳感器中，對酸堿度變化的敏感性可以監(jiān)控心率或腎功能。
從角度來看，納米線可以為特殊設計的微生物提供電力，從而生產丁醇作為替代燃料。這在像阿富汗這樣的偏遠地區(qū)尤其有用，那里的燃料車隊經常遭到襲擊，向士兵運送燃料每加侖要花費數百美元。
Lovley納米線也可能在為高度敏感的微生物(可以放置在硅片上并附著在無人駕駛車輛上)提供檢測污染物、有毒化學品或爆炸物存在的能力方面發(fā)揮關鍵作用。
“這是在創(chuàng)造新電子材料的前沿令人興奮的時刻，”可愛說?！拔覀兛梢杂每沙掷m(xù)的可再生材料做到這一點，這使得它更有價值?！?
洛夫利的研究是ONR合成生物學研究的一部分，該研究創(chuàng)造或重新設計微生物或其他生物來執(zhí)行特定任務，如改善健康和身體表現(xiàn)。這個領域是ONR研究的重中之重，因為它可能對戰(zhàn)斗機性能和艦隊能力產生巨大影響。
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