Bakteriell nanowire upptäckt kan revolutionera bioelektronik

Ett team av forskare vid University of Massachusetts Amherst har upptäckt ledande egenskaper i de mikrobiella nanotrådar som finns i bakterien Geobacter sulfurreducens som kan revolutionera nanoteknik och bioelektronik.

Processorer, Intel lanserar 7: e generationen processorer för att driva 4K UHD till massorna, processorer, Vision och neurala nät driver efterfrågan på mer kraftfulla marker, datacenter, Nvidia lanserar virtuell GPU övervakning, analys, hårdvara, AMD slår tillbaka mot Intel dominans med Zen

De mikrobiella filament eller nanotrådar i bakterien kan elektrontransport över långa sträckor – tusentals gånger bakteriens längd. Den här egenskapen var tidigare okända för forskarna. Biofilmen, som det kallas, kan även flytta elektron avgifter så effektivt som syntetiska organiska metallnanostrukturer.

Geobacter och dess nanotrådnätet (Credit: Anna Klimes och Ernie Carbone)

Upptäckten, som redovisas i augusti 7 förväg online numret av Nature Nanotechnology, kunde en dag leda till utvecklingen av billigare, ogiftiga biosensorer och fasta tillståndets elektronik som gränssnitt med biologiska system.

Mark Tuominen, ledningen fysiker, säger: “. Denna upptäckt lägger inte bara fram en viktig ny princip i biologi men inom materialvetenskap Vi kan nu undersöka en rad nya ledande nanomaterial som bor, naturligt förekommande, giftfri, lättare att producera och billigare än människan. får de även tillåta oss att använda elektronik i vatten och fuktiga miljöer. Det öppnar spännande möjligheter för biologiska och energitillämpningar som inte var möjligt tidigare. ”

I naturen växer de Geobacter arter järn mineraler i jordar och sediment och använda sina mikrobiella nanotrådar för att överföra elektroner till järnoxider, ger dem möjlighet att “andas”. För att bättre förstå den biologiska processen i labbet, UMass forskarna lät Geobacter växa på elektroderna och genom studier funnit att metalliknande ledningsförmåga i biofilmen kan hänföras till ett nätverk av nanotrådar sprids i hela biofilm.

Liknar flexibiliteten hos artificiella nanotrådar, kunde de ledande egenskaperna hos Geobacter biofilm manipuleras genom att helt enkelt ändra temperaturen eller reglera genexpression för att skapa en ny stam, till exempel. Genom att lägga till en tredje elektrod, kan biofilmen agera som en biologisk transistor, kunna kopplas till eller från genom att anbringa en spänning.

En annan fördel Geobacter erbjuder är dess förmåga att producera material som är mer miljövänlig och billigare än konstgjorda versioner, av vilka många kräver sällsynta element, säger laget.

Bly mikrobiologen Derek Lovley quips, “Vi är i princip göra elektronik ur vinäger. Det kan inte bli mycket billigare eller mer” grön “än så.”

(Källor: News Release, Geobacter.org)

Intel lanserar 7: e generationen processorer för att driva 4K UHD till massorna

Vision och neurala nät driver efterfrågan på mer kraftfulla marker

Nvidia lanserar virtuell GPU övervakning, analys

AMD slår tillbaka mot Intel dominans med Zen