ساخت میکروچیپ از باکتری‌ها
۱۳۹۰ مرداد ۱۸, سه‌شنبه
باکتریهای خانواده Geobacter sulfurreducen تارهای ظریف پروتئینی تولید می‌کنند. این تارها در هم می‌پیچند و یک شبکه پروتئینی تشکیل می‌د‌هند. پژوهشگران می‌گویند با وجود آنکه پروتئين‌ها هادی جریان برق نیستند، شبکه تارهای پروتئینی باکتریهای خانواده ژئوباکتر سولفوردوسن هادی جریان الکتریسیته است.
پژوهشگران دانشگاه ماساچوست آمریکا که از مدتها پیش بر روی این باکتری‌ها تحقیق می‌کنند، گزارشی از نتیجه آخرین تحقیقات خود را در مجله تخصصی "طبیعت نانوتکنولوژی" منتشر کردند.
تهیه ترانزیستور زنده
پژوهشگران دانشگاه ماساچوست بیوفیلمی از باکترهای هادی جریان برق تهیه کردند. بیوفیلم به مجموعه‌ای از باکتری‌ها گفته می‌شود که در یک محیط پلی ساکاریدی کشت داده شده و محکم به سطح کشت چسبید‌ه‌اند. برای تهیه یک بیوفیلم از باکتریهای هادی جریان برق، دو الکترود با فاصله چند سانتیمتر به دو طرف محیط کشت، نصب شد.
باکتری‌هایی که در این محیط رشد کردند، تارهای پروتئینی‌ای ترشح کردند که طول آنها تنها چند میکرومتر و قطری بین ۳ تا ۵ نانومتر داشتند. این قطر حدود ۱۰ هزار بار باریکتر از تار موی انسان است.
پژوهشگران متوجه شدند که این شبکه پروتئینی قادر است جریان برق را از خود عبور دهد و فاصله بین دو الکترود را پر کند. تارهای این شبکه، الکترون‌ها را در فاصله‌ای حدود ۲ تا ۳ سانتیمتر منتقل کردند. این فاصله چندین هزار بار بیشتر از طول هر یک از باکتری‌هاست.
پژوهشگران نانوتکنولوژی معتقدند که تهیه این بیوفیلم هادی جریان برق می‌تواند سر فصل تازه‌ای در دانش نانوتکنولوژی باشد. جالب اینجاست که اگر الکترود سومی به این محیط اضافه شود بیوفیلم مانند ترانزیستور عمل می‌کند.
تنظیم هدایت جریان برق با دستکاری فعالیت باکتری‌ها
مارک تومینن از دانشگاه ماساچوست می‌گوید: «این بیوفیلم علاوه بر آنکه هادی جریان برق است، قابلیت‌های دیگری نیز دارد. از جمله اینکه ما می‌توانیم این شبکه پروتئینی را به هر اندازه که بخواهیم کوچک و بزرگ کنیم. از آن گذشته، با تغییر دما یا دستکاری فعالیت‌های ژنتیکی باکتری‌ها می‌توان قدرت هدایت بیوفیلم را کم و زیاد و در نهایت تنظیم کرد.»
پژوهشگران دانشگاه ماسوچوست تأکید می‌کنند که تهیه این بیوفیلم هادی جریان برق که زنده و غیرسمی است، ساده‌تر و ارزان‌تر از قطعات ساخت دست انسان است. نکته مهم اکنون اینجاست که شبکه پروتئینی این بیوفیلم، در ساخت میکروچیپ‌ها و سنسورها تا چه حد کاربرد دارد. تحقیقات پژوهشگران دانشگاه ماساچوست در این زمینه ادامه دارد.