美證實細菌絲(si) 網具有導電性

美國科學家表示，他們(men) 發現，硫還原泥土杆菌體(ti) 內(nei) 的微生物納米線（菌絲(si) 網）能長距離地傳(chuan) 導電子。發現有望*改變納米技術和生物電子學，讓科學家研製出更便宜且無毒的納米材料，以便生物傳(chuan) 感器和能與(yu) 生物係統相互作用的固體(ti) 電子設備。

    領導該研究的馬薩諸塞大學阿默斯特分校的微生物學家德裏克·洛維利、物理學家馬克·托米勒在8月7日出版的《自然·納米技術》雜誌在線版上撰文指出，穿越這種杆菌生物膜的菌絲(si) 網由數十億(yi) 個(ge) 細胞內(nei) 聚而成，這些絲(si) 網讓其生物膜具有了與(yu) 廣泛應用於(yu) 電子工業(ye) 的人造導電聚合物相媲美的導電性，電子可在其上傳(chuan) 導，傳(chuan) 導的距離可為(wei) 細菌體(ti) 長的幾千倍。

    科學家們(men) 稱，這是他們(men) 觀察到電荷沿著蛋白微絲(si) 傳(chuan) 導，以前，科學家們(men) 認為(wei) ，這樣的傳(chuan) 導需要細胞色素蛋白質的參與(yu) ，細胞色素讓電子進行短距離“旅行”。而研究證明，即便沒有細胞色素，電子也能進行“長途旅行”，這種細菌的蛋白微絲(si) 就像真正的金屬導線一樣。

    洛維利表示：“蛋白微絲(si) 能采用這種方式導電是生物學領域的一次‘範式改變’，其對於(yu) 我們(men) 理解自然的微生物過程以及其對環境治理和可再生能源的非常重要。”

    2005年，該團隊在《自然》雜誌撰文指出，硫還原泥土杆菌的納米線可能代表了生物學領域一個(ge) 基本的新特性，其能通過納米線將電子運送到體(ti) 內(nei) 的氧化鐵（其對該細菌的作用就像氧氣對人一樣），但他們(men) 沒有給出其具體(ti) 的運作機製。現在，在實驗室中，科學家們(men) 用電極取代了氧化鐵，結果發現，該細菌產(chan) 生了厚的、帶電的導電生物膜。科學家們(men) 使用不同的菌株進行研究後發現，生物膜內(nei) 的導電性可能歸功於(yu) 貫穿於(yu) 生物膜的納米線網絡。

    托米勒指出，人造納米線的屬性可以通過改變其周圍的環境來改變，而這種細菌采用的天然方法使科學家能通過簡單地改變溫度或調製基因表達新菌株來操縱導電性。引入第三個(ge) 電極能使生物膜像生物晶體(ti) 管一樣，通過施加電壓使其關(guan) 閉或打開，其或許能填補固態電子學和生物係統之間的鴻溝，讓我們(men) 出新的生物兼容材料。

    科學家們(men) 指出，發現有望啟發人們(men) 找到更多天然無毒的新導電納米材料，其比人造材料更容易而且成本更低。未來，我們(men) 甚至可以出在水中和潮濕環境中使用的電子設備。