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      歐洲科學家發現電纜細菌:具有高導電性


      發布時間:

      2021-09-15

      【電纜網訊】來自比利時安特衛普大學、哈瑟爾特大學和荷蘭代爾夫特理工大學科學家發現了一種獨特的細菌,它可以利用電力為自己供電,并通過高導電性電力線長距離輸送電流。這種厘米長的來自海洋的細菌含有導電纖維網絡,其操作方式與用于輸送電力的銅線相當。高導電纖維實現了生物學與電子學之間全新的連接,為新材料和新技術提供了前景。這種厘米長微生物細菌由連續數千個細胞組成?!斑@些多細胞細菌在幾年前才被發現,”

      【電纜網訊】來自比利時安特衛普大學、哈瑟爾特大學和荷蘭代爾夫特理工大學科學家發現了一種獨特的細菌,它可以利用電力為自己供電,并通過高導電性電力線長距離輸送電流。

       

       

       

      這種厘米長的來自海洋的細菌含有導電纖維網絡,其操作方式與用于輸送電力的銅線相當。高導電纖維實現了生物學與電子學之間全新的連接,為新材料和新技術提供了前景。

       

      這種厘米長微生物細菌由連續數千個細胞組成。“這些多細胞細菌在幾年前才被發現,”團隊負責人、安特衛普大學Filip Meysman教授解釋道,“詳細調查顯示,電流必須穿過海底,所有數據都表明電纜細菌正在產生并傳導這些電流。這種基于電的新陳代謝將使電纜具有巨大的優勢,能夠從更深的地方獲取能量。”雖然是一個十分令人好奇的想法,但沒有直接的證據表明電纜細菌實際上是導電的。

       

      生物學家,化學家和物理學家的多學科團隊的新研究現在解決了這個謎團??茖W家們發明了一種從海底中提取單根細菌絲的方法,并將這根細絲連接到一個帶有微小電極的定制裝置上。“我們花了很大力氣連接細菌,”代爾夫特理工大學的物理學家Herre van der Zant教授解釋道,“但是當我們最終成功時,結果令人費解。我們看到有一股大電流通過這種細細的電纜細菌。”

       

      這一觀察提出了另一個問題:細菌內部能夠承受如此高電流的導電結構是什么?先進的顯微鏡檢查顯示,電纜細菌的細胞壁包含沿著細菌的整個長度延伸的平行纖維網絡。“我們發明了一種化學程序,可以順序去除細胞材料,最終只留下纖維結構,”團隊負責人Meysman解釋道。

       

       

       

      “當我們把它放到我們的電極設置上時,我們再次看到高電流,證明細胞壁中的纖維網絡實際上是導電結構,” 安特衛普大學De Wael教授說。

       

      在電纜細菌中發現高導電性纖維是顯著的,因為所有已知的生物材料(如蛋白質,碳水化合物,脂質和核酸)在電傳導方面極差。因此,導電纖維為新的功能材料和技術提供了巨大的機會,因為具有優異電性能的生物基材料的前景可能使材料科學和電子學遠遠超出其當前的限制。

       

      “在電子工程中使用生物材料是一個活躍的研究領域,例如,實現可生物降解的電子產品,可以減少電子廢物的問題,并允許更環保的消費電子產品?;蛘咚鼈兛梢詰糜卺t療保健,其中植入式診斷和治療設備可以在一定的時間范圍內起作用,然后通過身體的再吸收消失,”Meysman解釋說,“也許在幾年內,我們將甚至可以將其植入智能手機,醫療設備等。”

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