研究證實細菌絲網具有導電性

據美國物理學家組織網8月8日（北京時間）報道，美國科學家表示，他們發現，硫還原泥土桿菌體內的微生物納米線（菌絲網）能長距離地傳導電子。發現有望*改變納米技術和生物電子學，讓科學家研制出更便宜且無毒的納米材料，以便制造生物傳感器和能與生物系統相互作用的固體電子設備。

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里克·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》雜志在線版上撰文指出，穿越這種桿菌生物膜的菌絲網由數十億個細胞內聚而成，這些絲網讓其生物膜具有了與廣泛應用于電子工業的人造導電聚合物相媲美的導電性，電子可在其上傳導，傳導的距離可為細菌體長的幾千倍。

科學家們稱，這是他們觀察到電荷沿著蛋白微絲傳導，以前，科學家們認為，這樣的傳導需要細胞色素蛋白質的參與，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就像真正的金屬導線一樣。

洛維利表示：“蛋白微絲能采用這種方式導電是生物學領域的一次‘范式改變’，其對于我們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研發非常重要。”

2005年，該團隊在《自然》雜志撰文指出，硫還原泥土桿菌的納米線可能代表了生物學領域一個基本的新特性，其能通過納米線將電子運送到體內的氧化鐵（其對該細菌的作用就像氧氣對人一樣），但他們沒有給出其具體的運作機制。現在，在實驗室中，科學家們用電極取代了氧化鐵，結果發現，該細菌產生了厚的、帶電的導電生物膜。科學家們使用不同的菌株進行研究后發現，生物膜內的導電性可能歸功于貫穿于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制基因表達制造新菌株來操縱導電性。引入第三個電極能使生物膜像生物晶體管一樣，通過施加電壓使其關閉或打開，其或許能*固態電子學和生物系統之間的鴻溝，讓我們制造出新的生物兼容材料。

科學家們指出，發現有望啟發人們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制造而且成本更低。未來，我們甚至可以制造出在水中和潮濕環境中使用的電子設備。