供电（diàn）的细菌微生（shēng）物机器（qì）人

现在的电子设备仍然是由无（wú）生命的材（cái）料制成（chéng）的。然而，有一（yī）天（tiān），"微生物机器（qì）人 "可（kě）能会（huì）被用于（yú）燃料电（diàn）池、生物传（chuán）感（gǎn）器（qì）或生物（wù）反应器中。卡尔斯鲁厄理工学（xué）院（KIT）的科学（xué）家们通过（guò）开（kāi）发一种由纳米复（fù）合（hé）材料（liào）和产生电子（zǐ）的Shewanella oneidensis细菌组成的（de）可编程（chéng）生物（wù）混合系统（tǒng），为微生物机器人创造了必要（yào）的前提条件。该材（cái）料作为细菌（jun1）的支架，同时还能传导微（wēi）生物产生（shēng）的电流（liú）。该研究（jiū）结（jié）果发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。

Shewanella oneidensis细（xì）菌属于（yú）所谓（wèi）的外电性细菌。这些细菌可（kě）以在新（xīn）陈代谢过程中（zhōng）产生电子，并将其输送到（dào）细胞外（wài）部。然而，由于生物体和电极的相互作用受到限制，这种电的使用一直受到限制。与传统电池不同的是，这种 "有机电池 "的材料（liào）不仅要（yào）将电子（zǐ）传导（dǎo）到电（diàn）极上，还（hái）要将尽可能多的细菌（jun1）与这（zhè）个（gè）电（diàn）极进行最佳连接。到目前（qián）为止，能（néng）够嵌（qiàn）入（rù）细菌的导电材料都是低效的，否（fǒu）则无法控（kòng）制电流。

现（xiàn）在，Christof M. Niemeyer教（jiāo）授的团队已经成功地开发出了一种（zhǒng）纳米复合材料，这（zhè）种纳（nà）米复合材料能够（gòu）支（zhī）持外生细菌的生长，同时还能（néng）以可控（kòng）的方式传导电（diàn）流。"我们制作了一（yī）种多孔水凝胶，由碳纳（nà）米管和（hé）二氧（yǎng）化硅纳米颗（kē）粒组成（chéng）的多（duō）孔水凝（níng）胶由DNA股（gǔ）交织（zhī）而成，"Niemeyer说。然后，研究小组在支架（jià）上（shàng）添加了Shewanella oneidensis细菌和液体营养介质。而这种材料（liào）和微（wēi）生物的组合（hé）起了（le）作用。

"Shewanella oneidensis在导电材料（liào）中的培养（yǎng）表明（míng），外电性细菌会（huì）在支架上沉淀，而（ér）其（qí）他细菌，如大肠（cháng）杆（gǎn）菌（jun1），则留在基体（tǐ）表（biǎo）面，"微（wēi）生物学（xué）家Johannes Gescher教授解释说。此外，研究小组证明（míng），随着（zhe）沉（chén）淀在导电合成基体上的细菌（jun1）细胞数量的增加，电流也会增（zēng）加。这种生物混（hún）合基体在数天内保持（chí）稳定，并表现出了电化学活性，这证实了（le）这种（zhǒng）合（hé）成（chéng）基体可以有（yǒu）效地将细菌（jun1）产生的电子传导到电极上（shàng）。

这样的系统（tǒng）不（bú）仅要有导电性，还必须（xū）能够控（kòng）制这个过程。这一点在（zài）实验中得到了实现（xiàn）。为了关闭（bì）电流，研究（jiū）人员在实验中加入了一（yī）种能切割DNA链的酶（méi），结果是（shì）复合体被分解（jiě）。

"据我们所知，现在已经首次描述了这样一种（zhǒng）复杂的、功（gōng）能性的生（shēng）物杂交材（cái）料（liào）。总的来说，我们（men）的研究结果表明，这种（zhǒng）材料（liào）的潜（qián）在应用甚至可能（néng）超越（yuè）微生物生物传感（gǎn）器、生物（wù）反应器和（hé）燃料电池系统，"Niemeyer强调说。