人们一直在努力开发更好、更持久的不可再生资源替代品。最近，在一项新研究中，新南威尔士大学的研究人员利用细菌纳米线开发绿色电子产品。他们修改了细菌制造的蛋白质细丝，使其能够携带电力。他们发现，这些经过修改的蛋白质纳米线可以利用空气中的水分在短距离内导电。
洛伦佐·特拉瓦格里尼博士该论文的主要作者表示， “我们的研究结果为开发基于蛋白质的可持续且环保的电子元件和设备提供了可能性。”他进一步补充道，“这些工程纳米线有朝一日可能会带来能量收集、生物医学应用和环境传感领域的创新。”
这些跨学科领域的发展 融合蛋白质工程和纳米电子学 带来一些希望。它们可以帮助创新将生物系统与电子设备连接起来的先进技术。
谈到这些进展，Travaglini 博士，他是 多米尼克·格洛弗博士 在生物技术和生物分子科学学院的 SYNbioLAB 中， “最终，我们的目标是修改细菌产生的材料以制造电子元件。这可能带来绿色电子产品的全新时代，帮助塑造更加可持续的未来。”
最初，特拉瓦格里尼博士和格洛弗博士都想将一种天然材料变成导电线。但他们偶然发现了一些意想不到的东西。
对此，特拉瓦格里尼博士表示， “我们开始注意到，在被认为是‘环境条件’的情况下，湿度在 20%-30% 之间，电流更强。”
自然灵感
自然产生的细菌也能 利用导电丝或纳米线来移动电子 通过它们的膜。这些特殊的细丝可以与活细胞连接。它们在生物传感器中非常有用，可以通过人机连接跟踪体内信号。
然而，当直接从细菌中提取时，这些天然纳米线很难被修改，并且限制了它们的功能。研究小组意识到，细菌制造的蛋白质本身导电性不好。他们 需要包含一种特定成分，即血红素分子。它恰恰是这个谜题中缺失的一块。
利用湿度产生能量
血红素就像 一个小圆圈，中心有一个铁原子。 这种环状结构也称为卟啉环，有助于将红细胞中的氧气从肺部输送到身体的其他部位。
- 研究小组分析了这些细丝的导电性能。为了测试它，他们 将材料放在电极上并施加电位。
- 然后他们决定进行更多的测试。他们现在 使用更厚的材料放置在两个金电极之间.
- 在意识到灯丝对湿度有反应后，他们开发了一种基本的湿度传感器。
- 只需向设备中吹气，它就能让他们 测量电流如何随着空气湿度的变化而变化。
“我们发现纤维电导率的每一个峰值都与一次呼气相对应。” Travaglini 博士补充道。
了解如何 工程细菌在从废旧电动汽车电池中回收矿物质方面发挥关键作用.
未来无限可能
新南威尔士大学的研究人员利用细菌纳米线开发绿色电子产品，这可能为 采用环保、安全的材料生产电气设备，所需功率极低。
通过改变血红素的化学结构或细丝的周围环境， 这些蛋白质组的性质可以进行调整。 该团队的科学家目前正在尝试不同的卟啉分子来改变材料的特性，例如光敏性。 “这种控制水平很难通过天然细菌纳米线实现，这凸显了我们合成方法的多功能性和潜力。” Travaglini 博士评论道。
Travaglini 博士强调 他的团队仍处于研究的早期阶段。 他表示，他们还需要一段时间才能见证这些工程细丝在我们日常电子产品中的应用。
