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供電的細菌微生物機器人
現在的電子設備仍然是由無生命的材料制成的。然而，有一天，"微生物機器人 "可能會被用于燃料電池、生物傳感器或生物反應器中?？査刽敹蚶砉W院（KIT）的科學家們通過開發一種由納米復合材料和產生電子的Shewanella oneidensis細菌組成的可編程生物混合系統，為微生物機器人創造了必要的前提條件。該材料作為細菌的支架，同時還能傳導微生物產生的電流。該研究結果發表在ACS Applied Materials & Interfaces上。
Shewanella oneidensis細菌屬于所謂的外電性細菌。這些細菌可以在新陳代謝過程中產生電子，并將其輸送到細胞外部。然而，由于生物體和電極的相互作用受到限制，這種電的使用一直受到限制。與傳統電池不同的是，這種 "有機電池 "的材料不僅要將電子傳導到電極上，還要將盡可能多的細菌與這個電極進行最佳連接。到目前為止，能夠嵌入細菌的導電材料都是低效的，否則無法控制電流。
現在，Christof M. Niemeyer教授的團隊已經成功地開發出了一種納米復合材料，這種納米復合材料能夠支持外生細菌的生長，同時還能以可控的方式傳導電流。"我們制作了一種多孔水凝膠，由碳納米管和二氧化硅納米顆粒組成的多孔水凝膠由DNA股交織而成，"Niemeyer說。然后，研究小組在支架上添加了Shewanella oneidensis細菌和液體營養介質。而這種材料和微生物的組合起了作用。
"Shewanella oneidensis在導電材料中的培養表明，外電性細菌會在支架上沉淀，而其他細菌，如大腸桿菌，則留在基體表面，"微生物學家Johannes Gescher教授解釋說。此外，研究小組證明，隨著沉淀在導電合成基體上的細菌細胞數量的增加，電流也會增加。這種生物混合基體在數天內保持穩定，并表現出了電化學活性，這證實了這種合成基體可以有效地將細菌產生的電子傳導到電極上。
這樣的系統不僅要有導電性，還必須能夠控制這個過程。這一點在實驗中得到了實現。為了關閉電流，研究人員在實驗中加入了一種能切割DNA鏈的酶，結果是復合體被分解。
"據我們所知，現在已經首次描述了這樣一種復雜的、功能性的生物雜交材料?？偟膩碚f，我們的研究結果表明，這種材料的潛在應用甚至可能超越微生物生物傳感器、生物反應器和燃料電池系統，"Niemeyer強調說。
