Микроорганизмы синтезируют проводящие нанонити

Исследователи-микробиологи открыли нитчатую структуру, названную ими “микробный нанопроводник”, которую формируют микроорганизмы рода Geobacter. Нанопроводники имеют гладкую структуру и толщиной всего 3-5 нанометров. Длина же их может составлять около 30-50 микрон.

“Такие длинные проводящие биологические структуры в биологических системах ранее не встречались, - говорит один из исследователей, доктор Лавли. - Это открытие заставляет нас пересмотреть процессы переноса электронов в микроорганизмах. Может быть, нанопроводники, сформированные с помощью микроорганизмов, станут основой многих сверхмалых микроэлектронных устройств”.

“Микромир все еще не перестает удивлять нас”, - говорит доктор Аристид Патрино из департамента энергетики США. Эта организация финансирует все исследования, проводимые в области использования Geobacter для очистки сточных вод и производства электроэнергии.

“Эти удивительные биологические наноструктуры можно заставить работать на пользу человечеству. Представьте себе мини-реакторы, очищающие сточные воды и попутно вырабатывающие электроэнергию. Их также можно использовать в роли сенсоров, определяющих, заражена ли окружающая среда теми или иными опасными веществами”, - продолжил Аристид.

Доктор Лавли был первооткрывателем Geobacter в 1987 году. С тех пор прошло много времени, сформировалась нанотехнология как наука и направление в технологии. Стали возможны взаимосвязи между кремниевой электроникой и органической. Поэтому доктор уверен, что недавнее открытие нанонитей, сформированных бактериями, позволит сделать эту взаимосвязь еще прочнее.

Микроорганизм Geobacter не случайно выбрали на роль живой батарейки. Это один из немногих типов бактерий, который может разлагать продукты жизнедеятельности человека, перерабатывать токсичные металлы и нефть, вырабатывая электричество. Однако для того, чтобы передавать электроэнергию, бактерии необходимы электроды, связывающие биохимию клетки с внешним потребителем электроэнергии.

Для этого, как установили ранее Лавли и его коллеги, бактерия производит с одной стороны мембраны тонкие нанопроводники, названные пилиями. Это открытие было подтверждено другой группой ученых во главе с микробиологом Гемма Ругера и физиком Марком Туомином: они произвели контактные исследования пилий с помощью атомно-силового микроскопа и установили, что они проводят электроэнергию. Более того, генетически измененные микроорганизмы Geobacter, которые не могут производить пилии, не смогли, соответственно, проводить электроэнергию и очищать сточные воды.

“Результаты этих исследований показали, что производство электроэнергии и переработка отходов бактериями тесно связаны между собой,” - говорит доктор Лавли.

Проводящие пилии и есть те "нанопроводники", которые ученые планируют использовать в наноэлектронике. Для того, чтобы бактерии смогли выпускать длинную нанопроволоку, Лавли предлагает использовать генную инженерию.

Другой интересный факт, открытый учеными - передача электроэнергии от бактерии к бактерии через сеть, сформированную пилиями.

О своих открытиях доктор Лавли и его коллеги сообщили в журнале Nature в статье “Extracellular Electron Transfer Via Microbial Nanowires”.

Nanotech-Now: Researchers discover microbes produce miniature electrical wires.
Перевод http://www.nanonewsnet.ru