供电的细菌微（wēi）生（shēng）物机器人

现在的（de）电子（zǐ）设（shè）备仍然是由无生命的材料制成的（de）。然而，有一天，"微生物机器（qì）人 "可能（néng）会被用于燃料电（diàn）池、生物传感器或生物反应器中。卡（kǎ）尔斯鲁厄理工学院（KIT）的（de）科学家们（men）通（tōng）过开发一（yī）种由纳米复合材料和产生电子的（de）Shewanella oneidensis细菌组成的可编程生物（wù）混合系统，为微生物机器人（rén）创造（zào）了必要的前提（tí）条（tiáo）件。该材料（liào）作为细菌的支架（jià），同时还能传导微生物产生（shēng）的电（diàn）流。该研究结果发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。

Shewanella oneidensis细菌属于所谓的外电性细菌。这（zhè）些细菌可以在新（xīn）陈代谢过（guò）程中产（chǎn）生电子，并将其（qí）输（shū）送到细胞外部。然而，由于生物（wù）体和电（diàn）极的相（xiàng）互作用（yòng）受到（dào）限（xiàn）制，这种（zhǒng）电的使用一直（zhí）受到限制。与传统电池不同的是，这种（zhǒng） "有机电池 "的（de）材料不仅要将（jiāng）电子传（chuán）导（dǎo）到电极上，还要（yào）将尽可能多（duō）的细菌与这个（gè）电极进行（háng）最佳连接。到目前为止，能够嵌入细菌的导电材（cái）料都是（shì）低效的，否则无（wú）法控制电（diàn）流。

现在，Christof M. Niemeyer教授的团队已经成功地（dì）开发（fā）出了一种纳米（mǐ）复合（hé）材（cái）料，这种纳米复合（hé）材（cái）料能（néng）够支持外生细菌（jun1）的（de）生长，同时还能以可（kě）控的方（fāng）式传导电流（liú）。"我们制作（zuò）了一种多孔水凝胶，由（yóu）碳（tàn）纳米管和二氧（yǎng）化硅（guī）纳米颗粒组成的多（duō）孔水凝胶由DNA股交（jiāo）织（zhī）而成，"Niemeyer说。然后，研究小（xiǎo）组在支（zhī）架（jià）上添加了Shewanella oneidensis细菌（jun1）和液体营养介（jiè）质。而（ér）这（zhè）种材料（liào）和微生（shēng）物的组合起了（le）作用。

"Shewanella oneidensis在导电材料中的培养表明，外电性（xìng）细菌会（huì）在支架上沉淀（diàn），而其他细菌，如大肠杆菌，则留在（zài）基体（tǐ）表面，"微生（shēng）物学家Johannes Gescher教（jiāo）授解释说。此外（wài），研究（jiū）小组证明，随（suí）着（zhe）沉淀在导（dǎo）电合成（chéng）基体上（shàng）的细（xì）菌细胞数量的增加，电流（liú）也会增加。这种（zhǒng）生物混合基体在数天内保（bǎo）持稳定（dìng），并表（biǎo）现（xiàn）出了（le）电（diàn）化学活性，这（zhè）证（zhèng）实了这种合成（chéng）基体可以有效地将细菌（jun1）产生的（de）电子传导（dǎo）到电极上。

这样的系统不仅要有导电性，还必须能够（gòu）控（kòng）制这个过程（chéng）。这一（yī）点（diǎn）在（zài）实验中得到了实现。为了关闭电流，研（yán）究人员在实验中（zhōng）加（jiā）入了一种能切割DNA链的（de）酶，结果（guǒ）是复合体被分解。

"据我们所知，现在已经首次描述了这样一种复杂的（de）、功能性的（de）生物杂交材料。总的来说，我们的研究结果（guǒ）表明（míng），这种（zhǒng）材料（liào）的（de）潜在应用甚至可能超越微生物生物（wù）传（chuán）感器、生物反应器和燃料电池系统，"Niemeyer强（qiáng）调（diào）说（shuō）。