在美國海軍研究局(Office of Naval Research,ONR)的資助下,馬薩諸塞大學安姆斯特分校(University of Massachusetts Amherst,簡稱UMass Amherst)一組由Derek Lovley博士帶領的研究團隊開發(fā)出了由經過基因改造的地桿菌(Geobacter)打造的納米級“生物導線”。
這種稱為地桿菌(Geobacter)的微生物擁有“以電為食”的奇特特性,它們從鐵電極上收集電子,不過自然狀態(tài)下的地桿菌形成的導電性非常微弱,無法用于實際應用。經過深入的研究,研究團隊調整了這種細菌的基因結構,將兩個自然氨基酸(amino acid)以色氨酸替代,這是一種促進睡眠的物質,但在轉移電子時極其高效。
“當我們深入研究這種微生物納米絲導線工作原理時,我們意識到我們能夠改進自然的設計,通過重排氨基酸來形成導電性更強的納米絲導線”
在試驗中,經過基因改造的食電細菌表現大大超過預期。其生成的融合色氨酸的納米導線導電效率高過自然形態(tài)的2000倍,直徑也能夠縮小至1.5納米(約為人類發(fā)絲直徑的1/60000)并且更加牢固。
盡管研究仍處于早期階段,但蘊含的潛力已經不言而喻。微型生物導線如果研制成功,能夠應用于人類生活的方方面面,尤其是醫(yī)療用傳感器、生物燃料電池有巨大的應用前景。