麻省理工学院的研究人员已经迈出了用有生命的材料制造太阳能电池板的第一步,他们将细菌与可以导电和发光的黄金等无生命材料结合起来。
麻省理工学院的工程师们已经成功地制造出了“生物膜”,它将细菌细胞与非生物材料(如金纳米颗粒)结合在一起,可以导电或发光。
生物膜是一种由细菌构成的滑溜溜的粘液状物质,可以形成牙菌斑等物质。人们希望有朝一日生物膜能够创造出功能电路,用于制造光伏太阳能电池板或充当“生物传感器”,感知毒素。
这是一种结合了金纳米粒子和量子点的工程细菌——红球和绿球(来源:Yan Liang)。
这种混合生物膜具有活细胞的特性,可以复制并组装成结构,并对环境做出反应,以及可以导电的金属等材料。
这项研究由电气工程和生物工程助理教授Timothy Lu领导,发表在3月23日的《自然材料》(Nature Materials)杂志上。
研究人员在最初的实验中使用了大肠杆菌,因为它产生的生物膜含有“卷曲纤维”,这种蛋白质链有助于材料附着在表面上。卷曲纤维可以通过添加多肽来修饰,多肽可以捕获非生命的纳米粒子,如金或量子点,量子点是一种纳米粒子大小的半导体材料,可以嵌入活细胞。其结果是一种能再生并能导电的生物膜。
“这是一种思考材料合成的有趣方式,与人们现在所做的非常不同,通常是自上而下的方法,”卢说麻省理工学院的新闻.
使用细胞来构建电路的另一个优点是,它们可以与结构中的其他细胞进行通信,并根据所涉及的非生物材料重塑生物膜的组成。
“这是一个非常简单的系统,但随着时间的推移,你会得到越来越多的黄金颗粒标记的卷曲。这表明,你确实可以让细胞相互交谈,随着时间的推移,它们可以改变材料的组成,”卢告诉麻省理工新闻。“最终,我们希望模拟自然系统,比如骨骼,是如何形成的。没有人告诉骨头该做什么,但它会对环境信号做出反应,产生一种材料。”
这篇文章中,研究人员探索利用细菌来种植太阳能电池板,最早发表于Computerworld.com.
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这篇题为“研究人员探索从细菌中培养太阳能电池板”的文章最初发表于《计算机世界》 .