【電纜網(wǎng)訊】來自比利時安特衛(wèi)普大學(xué)、哈瑟爾特大學(xué)和荷蘭代爾夫特理工大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種獨特的細(xì)菌，它可以利用電力為自己供電，并通過高導(dǎo)電性電力線長距離輸送電流。
這種厘米長的來自海洋的細(xì)菌含有導(dǎo)電纖維網(wǎng)絡(luò)，其操作方式與用于輸送電力的銅線相當(dāng)。高導(dǎo)電纖維實現(xiàn)了生物學(xué)與電子學(xué)之間全新的連接，為新材料和新技術(shù)提供了前景。
這種厘米長微生物細(xì)菌由連續(xù)數(shù)千個細(xì)胞組成。“這些多細(xì)胞細(xì)菌在幾年前才被發(fā)現(xiàn)，”團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、安特衛(wèi)普大學(xué)Filip Meysman教授解釋道，“詳細(xì)調(diào)查顯示，電流必須穿過海底，所有數(shù)據(jù)都表明電纜細(xì)菌正在產(chǎn)生并傳導(dǎo)這些電流。這種基于電的新陳代謝將使電纜具有巨大的優(yōu)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(jù)表明電纜細(xì)菌實際上是導(dǎo)電的。
生物學(xué)家，化學(xué)家和物理學(xué)家的多學(xué)科團(tuán)隊的新研究現(xiàn)在解決了這個謎團(tuán)。科學(xué)家們發(fā)明了一種從海底中提取單根細(xì)菌絲的方法，并將這根細(xì)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(xì)菌，”代爾夫特理工大學(xué)的物理學(xué)家Herre van der Zant教授解釋道，“但是當(dāng)我們最終成功時，結(jié)果令人費解。我們看到有一股大電流通過這種細(xì)細(xì)的電纜細(xì)菌。”
這一觀察提出了另一個問題：細(xì)菌內(nèi)部能夠承受如此高電流的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是什么？先進(jìn)的顯微鏡檢查顯示，電纜細(xì)菌的細(xì)胞壁包含沿著細(xì)菌的整個長度延伸的平行纖維網(wǎng)絡(luò)。“我們發(fā)明了一種化學(xué)程序，可以順序去除細(xì)胞材料，最終只留下纖維結(jié)構(gòu)，”團(tuán)隊負(fù)責(zé)人Meysman解釋道。
“當(dāng)我們把它放到我們的電極設(shè)置上時，我們再次看到高電流，證明細(xì)胞壁中的纖維網(wǎng)絡(luò)實際上是導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，” 安特衛(wèi)普大學(xué)De Wael教授說。
在電纜細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)高導(dǎo)電性纖維是顯著的，因為所有已知的生物材料（如蛋白質(zhì)，碳水化合物，脂質(zhì)和核酸）在電傳導(dǎo)方面極差。因此，導(dǎo)電纖維為新的功能材料和技術(shù)提供了巨大的機(jī)會，因為具有優(yōu)異電性能的生物基材料的前景可能使材料科學(xué)和電子學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其當(dāng)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(lǐng)域，例如，實現(xiàn)可生物降解的電子產(chǎn)品，可以減少電子廢物的問題，并允許更環(huán)保的消費電子產(chǎn)品。或者它們可以應(yīng)用于醫(yī)療保健，其中植入式診斷和治療設(shè)備可以在一定的時間范圍內(nèi)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(nèi)，我們將甚至可以將其植入智能手機(jī)，醫(yī)療設(shè)備等。”
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