
科学家首次完全合并了微生物和机器,创造了可以感觉到湿度的金细菌。
突破性是可能会感觉到危险气体或其他危险物质的一系列设备中的第一个“ Cellborg”。
生物电机设备响应于空气中有多少水蒸气而膨胀和收缩。它称为Cellborg湿度传感器,它的灵敏度至少是仅电子的敏感性。即使它的生物部位已经死了,它甚至可以工作。
它是如何制作的
科学家首先涂了一个带有一层现场的硅芯片蜡状芽孢杆菌细菌。一些长的棒状微生物在芯片表面上的两个蚀刻电极之间寄床,形成了一个桥。然后将芯片洗涤在包含微小颗粒的溶液中,每个颗粒遍布大约30纳米。
纳米分数是十亿米。人头发大约有100,000纳米宽。
金纳米颗粒附着在细菌表面上的长头发状蛋白上,将它们转化为填充电子电路的金镀金桥。
头发状蛋白质称为二曲酸分子。它们充满负电荷,并为带正电荷的金纳米颗粒附着的表面提供了一个表面。没有它们,金纳米颗粒将因为它们的类似收费而互相排斥,并且两个电极之间没有桥梁。
通过将自己包裹在金纳米颗粒上,Teichoic Acid分子充当金属绝缘子,从而创建了工程师所谓的“介电屏障”。
内布拉斯加州大学化学工程师拉维·萨拉夫(Ravi Saraf)领导这一发现。 “你可以用它疯了。”
首先
随着湿度的增加,镀金细菌的身体肿胀,并吸收水分。当湿度降低时,它们会收缩。肿胀会导致细菌表面上的金纳米颗粒分裂得更远,就像在充气气球上的贴纸一样。
即使是在金纳米颗粒之间的0.2纳米的微小分离也足以干扰电路之间的两个电极之间的电流流动。这是因为细菌表面上的金颗粒的分开越远,电子在颗粒之间“跳”并从一种电极到另一个电极就变得越难。
Cellborg传感器非常敏感:从20%降至零湿度会导致电流流量下降40倍。在仅电子的湿度传感器中,降低仅为10倍。
根据SARAF的说法,它们的混合动力传感器是第一个将微生物掺入电子设备的人。
过去,研究人员对细菌进行了编程生物计算机或创建了对发光细菌的反应的电子电路作为检测化学物质的一种方式,但是在这种情况下,分隔微生物和机器的线仍然很明显。
最接近的其他尝试合并这两者发生在3月,当时威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员报告使用电极捕获并检查细菌。该团队的一位研究人员实际上预测了Saraf和他的研究生Vikas Berry的实验,他说可以将微观的金颗粒固定在细菌的外壳上形成“纳米级金线”。
细菌僵尸
一旦被吸收,镀金的细菌只能生存约两天,但是即使死亡,它们的身体仍然膨胀并收缩湿度的变化。萨拉夫说,他们可以继续以这种方式工作。
如果科学家可以在不杀死它们的情况下用金纳米颗粒覆盖细菌,则可能可以制造出可以使用的Cellborg传感器力量萨拉夫告诉生活学。
另一种可能性可能是调整细菌,以便对湿度以外的其他事情做出反应。例如,当它们以某些气体或危险化学物质为食时,可以使它们膨胀或收缩。
该研究在10月21日期刊上详细介绍了应用化学。