供电的细（xì）菌微生物机器人

现（xiàn）在（zài）的电子设（shè）备仍然是由无（wú）生命的（de）材料制成的。然（rán）而，有一（yī）天，"微生物机器人 "可能会被用于（yú）燃（rán）料电池、生（shēng）物（wù）传感器或生物反应器中。卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的科学家们通（tōng）过开发一种由纳米复合材料（liào）和产（chǎn）生电子的Shewanella oneidensis细菌组成的可编（biān）程生（shēng）物混合（hé）系（xì）统，为微生物机器人创造了（le）必要的前提条件。该材（cái）料（liào）作为细菌的支架（jià），同时还能传导微生物产生的电流。该研究结果发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。

Shewanella oneidensis细菌属于所谓的外电性（xìng）细菌。这些细菌可以在新陈代谢（xiè）过程中（zhōng）产生电子，并（bìng）将其输送到细（xì）胞外部。然而，由（yóu）于生（shēng）物（wù）体和电极的相（xiàng）互作（zuò）用（yòng）受到限制，这种电（diàn）的（de）使用一直受到限（xiàn）制。与（yǔ）传（chuán）统电（diàn）池不同的是，这种 "有（yǒu）机电池 "的材料不仅要将电子传导到（dào）电（diàn）极上，还要将尽可能多的细菌与这个电极进行（háng）最（zuì）佳连（lián）接。到目前为止，能够嵌入细菌的（de）导电（diàn）材料都（dōu）是低效（xiào）的，否则无法控制电流。

现在，Christof M. Niemeyer教授的团队已经成功地开发出了一种纳米复合材料，这种纳米复合（hé）材料（liào）能够（gòu）支持外生细菌（jun1）的（de）生（shēng）长，同时还能以可控的（de）方式传导电流（liú）。"我们制作（zuò）了一种多孔水凝胶，由（yóu）碳纳米管（guǎn）和二氧化硅纳米颗粒组成的多孔（kǒng）水凝胶由DNA股交织而成，"Niemeyer说。然后（hòu），研（yán）究（jiū）小（xiǎo）组（zǔ）在（zài）支架上添加了Shewanella oneidensis细菌和液体营养介（jiè）质。而这（zhè）种材料和微生（shēng）物的组合起了作用。

"Shewanella oneidensis在导电材料中的培养表明（míng），外（wài）电性细菌（jun1）会在支架上沉淀，而其他细菌，如大肠杆菌，则留（liú）在基体（tǐ）表面，"微生物学家Johannes Gescher教授解（jiě）释说。此外，研究小组证明，随着沉淀在导电合（hé）成基体上的细菌细胞数量的增加，电流也会（huì）增加。这种生物混（hún）合基体（tǐ）在数（shù）天内（nèi）保（bǎo）持稳定，并表现出了电化学活（huó）性，这证实了这种合成基（jī）体可以有效地将细（xì）菌产（chǎn）生的电子传导到电极上（shàng）。

这样的系统不仅要有导（dǎo）电性，还必须（xū）能（néng）够控制这个过（guò）程。这一点在实验（yàn）中得到了实现（xiàn）。为了关（guān）闭（bì）电流，研究人员在实（shí）验（yàn）中加入了（le）一种能（néng）切割DNA链的酶，结果（guǒ）是（shì）复（fù）合体被分（fèn）解。

"据我们（men）所知，现在已（yǐ）经首次描述了这（zhè）样一种复杂的、功（gōng）能（néng）性的（de）生物杂交材料。总的来说，我们的研究结果表明，这种材（cái）料的潜在（zài）应用甚至可（kě）能（néng）超越微生物（wù）生物传（chuán）感器、生物反应器和燃料电池（chí）系统（tǒng），"Niemeyer强调说。