帶有細(xì)菌和有機(jī)電子的活細(xì)胞

將細(xì)菌添加到電化學(xué)系統(tǒng)通常是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電的環(huán)境敏感手段。應(yīng)用包括水凈化，生物電子學(xué)，生物傳感器，以及燃料電池中能量的收集和儲(chǔ)存。該方法的小型化遇到的一個(gè)問(wèn)題是高信號(hào)強(qiáng)度需要大電極和大量液體。

林雪平大學(xué)的研究人員以及美國(guó)加利福尼亞州伯克利市勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的同事現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出一種方法，將電活性細(xì)菌Shewanella oneidensis嵌入PEDOT：PSS，一種導(dǎo)電聚合物，在碳基質(zhì)上氈。

研究人員將結(jié)果稱為“多層導(dǎo)電細(xì)菌復(fù)合膜”，縮寫為MCBF。薄膜的顯微分析顯示細(xì)菌和導(dǎo)電聚合物的交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，其厚度可達(dá)80微米，比沒(méi)有這種特定技術(shù)時(shí)厚得多。

“我們的實(shí)驗(yàn)表明，超過(guò)90%的細(xì)菌是可行的，并且MCBF增加了外部電路中的電子流動(dòng)。當(dāng)我們的薄膜用作微生物電化學(xué)電池中的陽(yáng)極時(shí)，電流比它高20倍。當(dāng)使用未修改的陽(yáng)極時(shí)，并且至少持續(xù)幾天，“林雪平大學(xué)研究員兼科學(xué)報(bào)告最近發(fā)表的科學(xué)文章的主要作者之一GáborMéhes說(shuō)。

以前的工作已經(jīng)測(cè)試了碳納米管以增加陽(yáng)極表面積，但結(jié)果很差。

將生物過(guò)程與可讀電信號(hào)耦合的可能性也是有價(jià)值的，例如對(duì)于需要快速響應(yīng)時(shí)間，低能耗和使用許多不同受體的能力的環(huán)境傳感器。研究人員最近展示了如何利用Shewanella oneidensis產(chǎn)生電流來(lái)響應(yīng)砷，阿拉伯糖(一種糖)和有機(jī)酸等。

“這種技術(shù)代表了一種”活體電極“，其中電極材料和細(xì)菌合并成一個(gè)電子生物膜。隨著我們發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于細(xì)菌在我們自己的健康和健康中發(fā)揮的重要作用，這些活體電極很可能會(huì)變成用于開(kāi)發(fā)新形式的生物電子技術(shù)和療法的多功能和適應(yīng)性工具，“有機(jī)電子實(shí)驗(yàn)室有機(jī)生物電子學(xué)首席研究員Daniel Simon說(shuō)。