Mikrobas Ir Mašina Sujungti, Kad Būtų Sukurtas Pirmasis „Cellborg“

{h1}

Mokslininkai sukuria padidėjusio jautrumo drėgmės jutimą, į elektroninę grandinę įtraukdami gyvas bakterijas.

Pirmą kartą visiškai susilieję mikrobai ir aparatai, mokslininkai sukūrė paauksuotas bakterijas, galinčias pajusti drėgmę.

Lūžis yra pirmasis „cellborg“, kuris gali tapti įtaisų, galinčių suvokti pavojingas dujas ar kitas pavojingas medžiagas, rinkiniu.

Bioelektroninis prietaisas išsipučia ir susitraukia reaguodamas į tai, kiek ore yra vandens garų. Jis vadinamas „cellborg“ drėgmės jutikliu ir yra bent keturis kartus jautresnis nei tie, kurie yra tik elektroniniai. Jis veikia net tada, kai jo biologinės dalys seniai negyvos.

Kaip tai buvo pagaminta

Mokslininkai pirmiausia padengė silicio drožlę gyvojo sluoksnio Bacillus cereus bakterijos. Kai kurie iš ilgų strypo formos mikrobų, esančių tarp dviejų išgraviruotų elektrodų lusto paviršiuje, sudarė tiltą. Tada mikroschema buvo plaunama tirpale, kuriame yra mažos aukso dalelės, kiekviena iš jų apie 30 nanometrų.

Nanometras yra viena milijardoji metro dalis. Žmogaus plaukai yra maždaug 100 000 nanometrų pločio.

Auksinės nanodalelės, pritvirtintos prie ilgų į plaukus panašių baltymų ant bakterijų paviršiaus, paverčia jas auksu padengtais tiltais, užbaigiantiais elektroninę grandinę.

Į plaukus panašūs baltymai vadinami teiko rūgšties molekulėmis. Jie yra neigiamai įkrauti ir sudaro paviršių, prie kurio teigiamai įkrautos aukso nanodalelės gali prisitvirtinti. Be jų aukso nanodalelės atstumtų viena kitą dėl savo panašių krūvių ir nė vienas tiltas tarp dviejų elektrodų niekada negalėtų susiformuoti.

Apvyniodami save aplink aukso nanodaleles, teiko rūgšties molekulės veikia kaip metalo izoliatoriai, sukurdami tai, ką inžinieriai vadina „dielektriniu barjeru“.

„Bet kuriam elektroniniam asmeniui tai lauko diena“, - sakė atradimui vadovavęs Nebraskos universiteto chemijos inžinierius Ravi Sarafas. "Su juo galite riešutai".

Pirmasis tokio pobūdžio

Paauksuotų bakterijų kūnai išsipučia, nes padidėja drėgmė ir jie sugeria drėgmę; jie susitraukia, kai sumažėja drėgmė. Dėl patinimų auksinės nanodalelės, esančios bakterijos paviršiuje, auga toliau, kaip lipdukai ant pripučiamo baliono.

Net ir nedidelio 0,2 nanometrų atskyrimo tarp aukso nanodalelių pakako, kad būtų trukdoma elektros srovės tekėjimui tarp dviejų grandinės elektrodų. Taip yra todėl, kad kuo toliau aukso dalelės yra bakterijos paviršiuje, tuo sunkiau, kai elektronai „šokinėja“ tarp dalelių ir patenka iš vieno elektrodo į kitą.

„Cellborg“ jutiklis yra ypač jautrus: sumažėjus drėgmei nuo 20 procentų iki nulio, srovės srautas sumažėja 40 kartų. Tik elektroniniai drėgmės jutikliai sumažėja tik 10 kartų.

Anot „Saraf“, jų hibridinis jutiklis yra pirmasis, įtraukiantis mikroorganizmus į elektroninį prietaisą.

Anksčiau tyrėjai užprogramuodavo bakterijas elgtis kaip su biologiniais kompiuteriais arba sukūrė elektronines grandines, reaguojančias į žėrinčias bakterijas, kaip būdą aptikti chemines medžiagas, tačiau tais atvejais mikrobų ir mašinos atskyrimo linija vis tiek buvo skirtinga.

Artimiausias bandymas sujungti du įvyko kovo mėnesį, kai Viskonsino ir Madisono universiteto tyrėjai pranešė, kad naudodami elektrodus spąstams ir tyrinėja bakterijas. Vienas iš šios komandos tyrėjų iš esmės numatė Sarafo ir jo studento Viko Berry eksperimentą sakydamas, kad gali būti įmanoma prie bakterijų apvalkalo pritvirtinti mikroskopines aukso daleles, kad susidarytų „nanodalelių aukso viela“.

Bakterijų zombiai

Pasisavinta, paauksuotos bakterijos gali išgyventi tik maždaug dvi dienas, tačiau net ir mirusios, jų kūnai vis tiek išsipučia ir susitraukia reaguodami į drėgmės pokyčius. Sarafas sakė, kad jie gali tęsti šį darbą ištisus mėnesius.

Jei mokslininkai galėtų apdengti bakterijas aukso nanodalelėmis, jų nenužudydami, galbūt būtų įmanoma pagaminti ląstelių skysčio jutiklius galia elektroninė grandinė, užuot tik baigusi, pasakojo Sarafas „WordsSideKick.com“.

Kita galimybė gali būti įgnybti bakterijas, kad jos reaguotų į kitus dalykus nei drėgmė. Jie gali būti priversti išsipūsti ar susitraukti, pavyzdžiui, maitindamiesi tam tikromis dujomis ar pavojingomis cheminėmis medžiagomis.

Tyrimas buvo išsamiai aprašytas spalio 21 d. Žurnalo numeryje Angewandte Chemie.

  • Mokslininkai verčia bakterijas elgtis kaip kompiuteriai
  • Smegenų galia: išorinių prietaisų proto valdymas
  • Spausdinama oda: „Rašalinių“ proveržis daro žmogaus audinius
  • Balsančios bakterijos gamina vandenilį iš žmonių atliekų
  • Kalbančios bakterijos ir kaip jas uždaryti


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Karinės „Iron Man“ Kostiumas Gali Būti Paruoštas Išbandyti Šią Vasarą
Karinės „Iron Man“ Kostiumas Gali Būti Paruoštas Išbandyti Šią Vasarą

10 Thomaso Edisono Išradimų (To, Ko Dar Niekada Negirdėjai)
10 Thomaso Edisono Išradimų (To, Ko Dar Niekada Negirdėjai)

Mokslas Naujienos


Vyrai, Atkreipkite Dėmesį: Mylėk Ją, Mylėk Savo Šunį
Vyrai, Atkreipkite Dėmesį: Mylėk Ją, Mylėk Savo Šunį

Prioritetinis Prioritetų Nustatymas Yra Rizika Ir Nesėkmė
Prioritetinis Prioritetų Nustatymas Yra Rizika Ir Nesėkmė

Įspėjimas Nepale: Balandžio Mėn. Žemės Drebėjimas Neišnaudojo Visos Savo Energijos
Įspėjimas Nepale: Balandžio Mėn. Žemės Drebėjimas Neišnaudojo Visos Savo Energijos

Šis Vienas Numeris Parodo, Kodėl Tymai Plinta Taip, Kaip Laukiniai Gaisrai
Šis Vienas Numeris Parodo, Kodėl Tymai Plinta Taip, Kaip Laukiniai Gaisrai

Stebėkite, Kaip Anglies Tarša Plinta Visoje Planetoje
Stebėkite, Kaip Anglies Tarša Plinta Visoje Planetoje


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com