Tin tức Vũ trụ TV

Vi khuẩn liên kết sinh học bằng kim loại có thể biến đổi thiết bị điện tử, cảm biến sinh học và hơn thế nữa

Ngày:
Th7 29, 2020
Tóm lược:

Khi vi khuẩn Shewanella oneidensis ‘hít thở’ trong một số hợp chất lưu huỳnh và kim loại nhất định, cách thức một sinh vật hiếu khí xử lý oxy, nó tạo ra các vật liệu có thể được sử dụng để tăng cường điện tử, lưu trữ năng lượng điện hóa và các thiết bị phân phối thuốc. Khả năng vi khuẩn này tạo ra molybdenum disulfide – một vật liệu có khả năng chuyển electron dễ dàng, như graphene – là trọng tâm của nghiên cứu mới.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Khi vi khuẩn Shewanella oneidensis 'hít thở' trong một số hợp chất lưu huỳnh và kim loại nhất định, cách thức một sinh vật hiếu khí xử lý oxy, nó tạo ra các vật liệu có thể được sử dụng để tăng cường điện tử, lưu trữ năng lượng điện hóa và các thiết bị phân phối thuốc. Khả năng vi khuẩn này tạo ra molybdenum disulfide - một vật liệu có khả năng chuyển electron dễ dàng, như graphene - là trọng tâm của nghiên cứu mới.

Khi vi khuẩn Shewanella oneidensis “thở” trong một số hợp chất kim loại và lưu huỳnh một cách yếm khí, cách một sinh vật hiếu khí xử lý oxy, nó tạo ra các vật liệu có thể được sử dụng để tăng cường điện tử, lưu trữ năng lượng điện hóa và các thiết bị phân phối thuốc.

Khả năng của vi khuẩn này tạo ra molybdenum disulfide – một vật liệu có thể chuyển điện tử dễ dàng, như graphene – là trọng tâm nghiên cứu được công bố trên Biointerphase bởi một nhóm kỹ sư từ Viện Bách khoa Rensselaer.

Shayla Sawyer, phó giáo sư kỹ thuật điện, máy tính và hệ thống tại Rensselaer cho biết: “Điều này có một số tiềm năng nghiêm trọng nếu chúng ta có thể hiểu được quy trình này và kiểm soát các khía cạnh về cách thức vi khuẩn tạo ra chúng và các vật liệu khác”.

Nghiên cứu được dẫn dắt bởi James Rees, người hiện đang là cộng tác viên nghiên cứu sau tiến sĩ thuộc nhóm Sawyer hợp tác chặt chẽ và với sự hỗ trợ của Dự án Jefferson tại Lake George – sự hợp tác giữa Rensselaer, IBM Research và The FUND cho Lake George đang tiên phong một mô hình mới để theo dõi và dự đoán môi trường. Nghiên cứu này là một bước quan trọng để phát triển một thế hệ cảm biến dinh dưỡng mới có thể được triển khai trên các hồ và các vùng nước khác.

“Chúng tôi tìm thấy vi khuẩn thích nghi với môi trường địa hóa hoặc sinh hóa cụ thể có thể tạo ra, trong một số trường hợp, các vật liệu rất thú vị và mới lạ,” Rees chia sẻ. “Chúng tôi đang cố gắng đưa điều đó vào thế giới kỹ thuật điện.”

Rees đã thực hiện công việc tiên phong này với tư cách là một sinh viên tốt nghiệp, được cố vấn bởi Sawyer và Yuri Gorby, tác giả thứ ba của bài báo này. So với các vi khuẩn kỵ khí khác, một điều khiến Shewanella oneidensis trở nên đặc biệt và thú vị là nó tạo ra các dây nano có khả năng chuyển electron.

Điều đó cho ‘vay’ để kết nối với các thiết bị điện tử đã được thực hiện. Vì vậy, đó là giao diện giữa thế giới sống và thế giới nhân tạo thật hấp dẫn.

Sawyer và Rees cũng nhận thấy rằng, vì chữ ký điện tử của họ có thể được lập bản đồ và theo dõi, màng sinh học vi khuẩn cũng có thể hoạt động như một cảm biến dinh dưỡng hiệu quả có thể cung cấp cho các nhà nghiên cứu của Dự án Jefferson thông tin chính về sức khỏe của hệ sinh thái dưới nước như Hồ George.

Công trình đột phá này sử dụng màng sinh học vi khuẩn thể hiện tiềm năng cho một thế hệ ‘cảm biến sống’ mới thú vị, sẽ biến đổi hoàn toàn khả năng phát hiện các chất dinh dưỡng dư thừa trong các vùng nước trong thời gian thực. Điều này rất quan trọng để hiểu và giảm thiểu sự nở hoa tảo có hại và các vấn đề chất lượng nước quan trọng khác trên khắp thế giới.

Sawyer và Rees có kế hoạch tiếp tục khám phá cách phát triển tối ưu vi khuẩn này để khai thác các ứng dụng tiềm năng trên phạm vi rộng của nó.

“Đôi khi chúng tôi nhận được câu hỏi với nghiên cứu: Tại sao vi khuẩn? Hoặc, tại sao lại đưa vi sinh vào khoa học vật liệu?” Rees nói. “Sinh học đã có một quá trình dài phát minh ra các vật liệu thông qua thử nghiệm và sai sót. Các vật liệu tổng hợp và cấu trúc tiểu thuyết được phát minh bởi các nhà khoa học của con người gần như là một giọt nước trong xô so với những gì sinh học có thể làm được.”


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Học viện Bách khoa Rensselaer . Bản gốc được viết bởi Torie Wells. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. James D. Rees, Yuri A. Gorby, Shayla M. Sawyer. Tổng hợp và đặc tính của hạt nano molybdenum disulfide trong màng sinh học Shewanella oneidensis MR-1 . Sinh học , 2020; 15 (4): 041006 DOI: 10.1116 / 6,0000199

Bài viết liên quan

Bài viết mới