Mikrob I Maszyna Połączone W Celu Stworzenia Pierwszego „Cellborga”

{h1}

Naukowcy tworzą nadczułe czujniki wilgotności, wprowadzając żywe bakterie do obwodu elektronicznego.

W pełni łącząc mikroba i maszynę po raz pierwszy, naukowcy stworzyli pozłacane bakterie, które mogą wyczuwać wilgoć.

Przełomem jest pierwszy „cellborg” w czymś, co może stać się szeregiem urządzeń wykrywających niebezpieczne gazy lub inne niebezpieczne substancje.

Urządzenie bioelektroniczne pęcznieje i kurczy się w odpowiedzi na ilość pary wodnej w powietrzu. Nazywa się to czujnikiem wilgotności cellborg i jest co najmniej czterokrotnie bardziej czuły niż czujniki wyłącznie elektroniczne. Działa nawet, gdy jego części biologiczne są dawno martwe.

Jak to zostało zrobione

Naukowcy najpierw pokryli chip krzemowy warstwą żywego materiału Bacillus cereus bakteria. Niektóre z długich drobnoustrojów w kształcie prętów utknęły między dwiema wytrawionymi elektrodami na powierzchni chipa, tworząc mostek. Czip został następnie przemyty w roztworze zawierającym małe cząsteczki złota, każde o średnicy około 30 nanometrów.

Nanometr to jedna miliardowa metra. Ludzkie włosy mają szerokość około 100 000 nanometrów.

Złote nanocząsteczki przymocowane do długich włosowatych białek na powierzchni bakterii, przekształcając je w pozłacane mostki, które zakończyły obwód elektroniczny.

Białka podobne do włosów nazywane są cząsteczkami kwasu teichoinowego. Są one naładowane ujemnie i zapewniają powierzchnię dla dodatnio naładowanych złotych nanocząstek, do których mogą się przyczepić. Bez nich złote nanocząsteczki odpychałyby się nawzajem z powodu ich podobnych ładunków i żaden most między dwiema elektrodami nigdy nie mógłby się utworzyć.

Owinięte wokół złotych nanocząstek cząsteczki kwasu teichoikowego działają zatem jak izolatory metali, tworząc coś, co inżynierowie nazywają „barierą dielektryczną”.

„Dla każdej osoby elektronicznej to dzień otwarty” - powiedział Ravi Saraf, inżynier chemik z Uniwersytetu w Nebrasce, który poprowadził odkrycie. „Możesz z tym zwariować”.

Pierwszy w swoim rodzaju

Ciała pozłacanych bakterii pęcznieją wraz ze wzrostem wilgotności i pochłaniają wilgoć; kurczą się, gdy spada wilgotność. Obrzęk powoduje, że złote nanocząstki na powierzchni bakterii rosną dalej, jak naklejki na nadmuchiwanym balonie.

Nawet niewielki odstęp 0,2 nanometrów między złotymi nanocząstkami wystarczył, aby zakłócać przepływ prądu elektrycznego między dwiema elektrodami obwodu. Wynika to z faktu, że im bardziej oddalone są cząsteczki złota na powierzchni bakterii, tym trudniej jest elektronom „przeskakiwać” między cząsteczkami i przenosić się z jednej elektrody na drugą.

Czujnik cellborga jest niezwykle czuły: spadek wilgotności od 20 procent do zera powoduje 40-krotny spadek przepływu prądu. W czujnikach wilgotności, które są wyłącznie elektroniczne, spadek jest tylko 10-krotny.

Według Sarafa ich czujnik hybrydowy jako pierwszy wprowadza mikroorganizmy do urządzenia elektronicznego.

W przeszłości naukowcy zaprogramowali bakterie, aby zachowywały się jak komputery biologiczne lub stworzyły obwody elektroniczne, które reagują na świecące bakterie jako sposób wykrywania chemikaliów, ale w tych przypadkach linia oddzielająca drobnoustrój i maszynę była nadal wyraźna.

Najbliższa inna próba połączenia tych dwóch miała miejsce w marcu, kiedy naukowcy z University of Wisconsin-Madison zgłosili użycie elektrod do pułapkowania i badania bakterii. Jeden z badaczy z tego zespołu zasadniczo przewidział eksperyment Sarafa i jego doktoranta Vikasa Berry'ego, mówiąc, że możliwe jest dołączenie mikroskopijnych cząstek złota do skorupy bakterii w celu utworzenia „drutu w nanoskali”.

Bakterie zombie

Po zasymilowaniu pozłacane bakterie mogą przeżyć tylko około dwóch dni, ale nawet gdy są martwe, ich ciała nadal puchną i kurczą się w odpowiedzi na zmiany wilgotności. Saraf powiedział, że mogą pracować w ten sposób przez miesiące.

Gdyby naukowcy mogli pokryć bakterie złotymi nanocząsteczkami bez ich zabijania, możliwe byłoby stworzenie czujników cellborg, które mogłyby moc Saraf powiedział, że obwód elektroniczny zamiast go uzupełnić WordsSideKick.com.

Inną możliwością może być ulepszenie bakterii, aby reagowały na rzeczy inne niż wilgotność. Można je puchnąć lub kurczyć, na przykład, gdy żywią się niektórymi gazami lub niebezpiecznymi chemikaliami.

Badanie zostało szczegółowo opisane w numerze czasopisma z 21 października Angewandte Chemie.

  • Naukowcy sprawiają, że bakterie zachowują się jak komputery
  • Moc mózgu: Kontrola umysłu urządzeń zewnętrznych
  • Skórka do druku: Przełom „Inkjet” sprawia, że ​​tkanka ludzka
  • Szczątkowe bakterie wytwarzają wodór z odpadów ludzkich
  • Gadające bakterie i jak je zamknąć


Suplement Wideo: .




Badania


24 Podwodne Drony - Boom W Robotyce Pod Falami
24 Podwodne Drony - Boom W Robotyce Pod Falami

Dlaczego Enzymy Ananasowe Zmiękczają Stek - I Twój Język?
Dlaczego Enzymy Ananasowe Zmiękczają Stek - I Twój Język?

Science News


Beyond Wind & Rain: Isaac Could Stir Up Oil
Beyond Wind & Rain: Isaac Could Stir Up Oil

Zaklęcie Przeciw Trumpowi: Co To Jest Zaklęcie Magiczne?
Zaklęcie Przeciw Trumpowi: Co To Jest Zaklęcie Magiczne?

Wczesnochrześcijański „Kościół Apostołów” Prawdopodobnie Odkrył W Pobliżu Morza Galilejskiego
Wczesnochrześcijański „Kościół Apostołów” Prawdopodobnie Odkrył W Pobliżu Morza Galilejskiego

Dziwna Halucynacja: Kobieta Słyszy Zapomniane Piosenki
Dziwna Halucynacja: Kobieta Słyszy Zapomniane Piosenki

Scary Cave Spider? Nie, To Nowe Gatunki Chrząszczy
Scary Cave Spider? Nie, To Nowe Gatunki Chrząszczy


PL.WordsSideKick.com
Wszelkie Prawa Zastrzeżone!
Kopiowanie Jakichkolwiek Materiałów Pozostawiono Tylko Prostanovkoy Aktywny Link Do Strony PL.WordsSideKick.com

© 2005–2020 PL.WordsSideKick.com