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歐洲科學(xué)家發(fā)現電纜細菌：具有高導電性
- 發(fā)布時(shí)間：2021-04-20
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歐洲科學(xué)家發(fā)現電纜細菌：具有高導電性
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【電纜網(wǎng)訊】來(lái)自比利時(shí)安特衛普大學(xué)、哈瑟爾特大學(xué)和荷蘭代爾夫特理工大學(xué)科學(xué)家發(fā)現了一種獨特的細菌，它可以利用電力為自己供電，并通過(guò)高導電性電力線(xiàn)長(cháng)距離輸送電流。
這種厘米長(cháng)的來(lái)自海洋的細菌含有導電纖維網(wǎng)絡(luò )，其操作方式與用于輸送電力的銅線(xiàn)相當。高導電纖維實(shí)現了生物學(xué)與電子學(xué)之間全新的連接，為新材料和新技術(shù)提供了前景。
這種厘米長(cháng)微生物細菌由連續數千個(gè)細胞組成?！斑@些多細胞細菌在幾年前才被發(fā)現，”團隊負責人、安特衛普大學(xué)Filip Meysman教授解釋道，“詳細調查顯示，電流必須穿過(guò)海底，所有數據都表明電纜細菌正在產(chǎn)生并傳導這些電流。這種基于電的新陳代謝將使電纜具有巨大的優(yōu)勢，能夠從更深的地方獲取能量?！彪m然是一個(gè)十分令人好奇的想法，但沒(méi)有直接的證據表明電纜細菌實(shí)際上是導電的。
生物學(xué)家，化學(xué)家和物理學(xué)家的多學(xué)科團隊的新研究現在解決了這個(gè)謎團?？茖W(xué)家們發(fā)明了一種從海底中提取單根細菌絲的方法，并將這根細絲連接到一個(gè)帶有微小電極的定制裝置上?！拔覀兓撕艽罅膺B接細菌，”代爾夫特理工大學(xué)的物理學(xué)家Herre van der Zant教授解釋道，“但是當我們最終成功時(shí)，結果令人費解。我們看到有一股大電流通過(guò)這種細細的電纜細菌?！?/div>
這一觀(guān)察提出了另一個(gè)問(wèn)題：細菌內部能夠承受如此高電流的導電結構是什么？先進(jìn)的顯微鏡檢查顯示，電纜細菌的細胞壁包含沿著(zhù)細菌的整個(gè)長(cháng)度延伸的平行纖維網(wǎng)絡(luò )?！拔覀儼l(fā)明了一種化學(xué)程序，可以順序去除細胞材料，最終只留下纖維結構，”團隊負責人Meysman解釋道。
“當我們把它放到我們的電極設置上時(shí)，我們再次看到高電流，證明細胞壁中的纖維網(wǎng)絡(luò )實(shí)際上是導電結構，” 安特衛普大學(xué)De Wael教授說(shuō)。
在電纜細菌中發(fā)現高導電性纖維是顯著(zhù)的，因為所有已知的生物材料（如蛋白質(zhì)，碳水化合物，脂質(zhì)和核酸）在電傳導方面極差。因此，導電纖維為新的功能材料和技術(shù)提供了巨大的機會(huì )，因為具有優(yōu)異電性能的生物基材料的前景可能使材料科學(xué)和電子學(xué)遠遠超出其當前的限制。
“在電子工程中使用生物材料是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域，例如，實(shí)現可生物降解的電子產(chǎn)品，可以減少電子廢物的問(wèn)題，并允許更環(huán)保的消費電子產(chǎn)品?；蛘咚鼈兛梢詰糜卺t療保健，其中植入式診斷和治療設備可以在一定的時(shí)間范圍內起作用，然后通過(guò)身體的再吸收消失，”Meysman解釋說(shuō)，“也許在幾年內，我們將甚至可以將其植入智能手機，醫療設備等?！?/div>
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