這種微生物半機(jī)器人能讓細(xì)菌成為發(fā)電源

2020-05-29 09:12:55來(lái)源：cnBeta 關(guān)鍵詞：機(jī)器人納米材料閱讀量：22778

導(dǎo)讀：據(jù)外媒報(bào)道，德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)的研究人員正在開發(fā)一種微生物半機(jī)器人，其通過(guò)將沙雷菌跟一種納米復(fù)合材料相結(jié)合來(lái)產(chǎn)生可用的電力。

　　據(jù)外媒報(bào)道，德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)的研究人員正在開發(fā)一種微生物半機(jī)器人，其通過(guò)將沙雷菌(Shewanella oneidensis)跟一種納米復(fù)合材料相結(jié)合來(lái)產(chǎn)生可用的電力。目前所有的電子設(shè)備使用的都是一堆死氣沉沉的技術(shù)，它們由同樣死氣沉沉的電池和其他能源驅(qū)動(dòng)。

　　然而，如果KIT的概念被帶入實(shí)際階段，那么人們將可以看到生物傳感器和微型燃料電池，甚至有朝一日像智能手機(jī)等類似的電子產(chǎn)品也能依靠微型機(jī)器人獲取電力。

　　正如任何不幸碰到電鰻或踩到魚雷魚的人都能證明的那樣，活的有機(jī)體可以產(chǎn)生驚人數(shù)量的電量。這不僅出現(xiàn)在魚類當(dāng)中甚至在某些種類的細(xì)菌的微生物水平也存在。這些外生電細(xì)菌自然產(chǎn)生電子作為其代謝過(guò)程的一部分，然后遷移到單細(xì)胞有機(jī)體的外表面。問題是，這種電流很難控制甚至很難在電極上捕捉到。

　　為此，由Christof M. Niemeyer教授領(lǐng)導(dǎo)的KIT團(tuán)隊(duì)為沙雷菌細(xì)菌創(chuàng)造了一個(gè)支架。據(jù)悉，這個(gè)支架由多孔水凝膠組成，而水凝膠又是由碳納米管和硅納米顆粒組成，納米顆粒則由DNA鏈交織在一起。這種納米復(fù)合支架被證明對(duì)外生電細(xì)菌非常有吸引力進(jìn)而使得它們?cè)谏厦娑ň樱渌锓N如大腸桿菌則不會(huì)。

　　根據(jù)研究小組的研究，這個(gè)支架不僅可以支撐細(xì)菌幾天，而且還能起到導(dǎo)體的作用進(jìn)而產(chǎn)生可以被電極捕捉到的電化學(xué)活性。此外，通過(guò)加入一種酶來(lái)切斷DNA鏈，科學(xué)家們實(shí)現(xiàn)了對(duì)這一過(guò)程的控制。

　　Niemeyer表示：“據(jù)我們所知，這種復(fù)雜的、功能性的生物混合材料現(xiàn)在已被首次表現(xiàn)出來(lái)。總之，我們的研究結(jié)果表明，這種材料的潛在應(yīng)用范圍甚至可能超出微生物生物傳感器、生物反應(yīng)器和燃料電池系統(tǒng)。”

　　相關(guān)研究報(bào)告已發(fā)表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。

　　原標(biāo)題：這種微生物半機(jī)器人能讓細(xì)菌成為發(fā)電源

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