據美國物理學家組織網8月8日（北京時間）報道，美國科學家表示，他們首次發現，硫還原泥土杆菌體內的微生物納米線（菌絲網）能長距離地傳導電子。最新發現有望徹底改變納米技術和生物電子學，讓科學家研製出更便宜且無毒的納米材料，以便製造生物傳感器和能與生物係統相互作用的固體電子設備。
領導該研究的馬薩諸塞大學阿默斯特分校的微生物學家德裏克·洛維利、物理學家馬克·托米勒在8月7日出版的《自然·納米技術》雜誌在線版上撰文指出，穿越這種杆菌生物膜的菌絲網由數十億個細胞內聚而成，這些絲網讓其生物膜具有了與廣泛應用於電子工業的人造導電聚合物相媲美的導電性，電子可在其上傳導，傳導的距離可為細菌體長的幾千倍。
科學家們稱，這是他們首次觀察到電荷沿著蛋白微絲傳導，以前，科學家們認為，這樣的傳導需要細胞色素蛋白質的參與，細胞色素讓電子進行短距離“旅行”。而最新研究證明，即便沒有細胞色素，電子也能進行“長途旅行”，這種細菌的蛋白微絲就像真正的金屬導線一樣。
洛維利表示：“蛋白微絲能采用這種方式導電是生物學領域的一次‘範式改變’，其對於我們理解自然的微生物過程以及其對環境治理和可再生能源的研發非常重要。”
2005年，該團隊在《自然》雜誌撰文指出，硫還原泥土杆菌的納米線可能代表了生物學領域一個基本的新特性，其能通過納米線將電子運送到體內的氧化鐵（其對該細菌的作用就像氧氣對人一樣），但他們沒有給出其具體的運作機製。現在，在實驗室中，科學家們用電極取代了氧化鐵，結果發現，該細菌產生了厚的、帶電的導電生物膜。科學家們使用不同的菌株進行研究後發現，生物膜內的導電性可能歸功於貫穿於生物膜的納米線網絡。
托米勒指出，人造納米線的屬性可以通過改變其周圍的環境來改變，而這種細菌采用的天然方法使科學家能通過簡單地改變溫度或調製基因表達製造新菌株來操縱導電性。引入第三個電極能使生物膜像生物晶體管一樣，通過施加電壓使其關閉或打開，其或許能填補固態電子學和生物係統之間的鴻溝，讓我們製造出新的生物兼容材料。
科學家們指出，最新發現有望啟發人們找到更多天然無毒的新導電納米材料，其比人造材料更容易製造而且成本更低。未來，我們甚至可以製造出在水中和潮濕環境中使用的電子設備。
總編輯圈點
無論如何總結當前電子產品的發展趨勢，體積越來越小必然是不可忽略的關鍵詞。乃至在更加專業的電子儀器、設備領域，納米器件已成為吸引眾多科研經費、科研人員的“磁鐵”。而馬薩諸塞州大學研究人員的最新發現無疑讓納米器件離現實更近一步。利用硫還原泥土杆菌的天然屬性，納米導線的製備方法從人造變為自然。這不僅大大拓寬了納米導線的來源，更關鍵地是使納米器件在成本這一衡量技術成熟度與可行度的重要指標方麵，顯得更加可親可愛。
（來源：科技日報）
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