利用發(fā)電菌的力量實現(xiàn)可編程“生物雜交”

有一天，微生物機器人(細菌與電子設備結合)可能會在燃料電池、生物傳感器和生物反應器中有用。然而，首先，科學家需要開發(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應用材料界面報道的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種材料，使他們能夠創(chuàng)建一個可編程的“生物混合”系統(tǒng)，從發(fā)電細菌中傳導電子。

與其他細菌不同，外源電子可以使電子通過細胞外膜移動到細胞外部。科學家試圖通過使用各種材料將電子傳導到電極來利用這種電。然而，到目前為止，支持細菌生長的導電材料要么效率低，要么不容易編程來控制電流。Christniemeyer和他的同事希望開發(fā)一種納米復合材料，既能控制電流，又能支持外源電子的生長。

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。他們在支架上添加了外源電菌和液體培養(yǎng)基，為微生物提供營養(yǎng)。這種材料有效地將細菌產(chǎn)生的電子傳導到電極。細菌在材料上生長良好并完全滲透。為了切斷電源，研究人員添加了一種酶，這種酶會切斷脫氧核糖核酸鏈，導致物質分解。研究人員說，材料的導電性和其他特性也可以通過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定制。

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