供电（diàn）的细（xì）菌微（wēi）生物机器人

现在的电子设备仍然是（shì）由无生命的材料（liào）制成（chéng）的。然而，有一天，"微生（shēng）物机（jī）器人 "可能（néng）会被用于燃（rán）料（liào）电池、生物传感器或生物反（fǎn）应器中。卡（kǎ）尔斯鲁厄理（lǐ）工学院（KIT）的科学家们通过开发（fā）一种由纳（nà）米复合材料和产生电子的（de）Shewanella oneidensis细菌组成的可编程生物混合系统，为（wéi）微生物（wù）机器人创造了必（bì）要的前提条（tiáo）件（jiàn）。该材（cái）料作为（wéi）细菌的支架，同时还能（néng）传（chuán）导微生物产生的（de）电流。该研（yán）究结果发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。

Shewanella oneidensis细菌属于所（suǒ）谓的外电（diàn）性细菌。这些细菌可以在新陈代谢过（guò）程中（zhōng）产生（shēng）电子，并将其输送到细胞（bāo）外部（bù）。然而，由于（yú）生（shēng）物（wù）体和电极的（de）相互作用受到限制，这种电的使用一直受到限制。与传统电（diàn）池不同（tóng）的是，这（zhè）种 "有机电池 "的（de）材料不仅要将电子（zǐ）传导到电极上，还要将尽可能多的（de）细菌与这个电（diàn）极进（jìn）行最（zuì）佳连接。到目前（qián）为止，能（néng）够嵌入细菌的导电（diàn）材（cái）料都是（shì）低效的，否则无法（fǎ）控制（zhì）电流。

现在，Christof M. Niemeyer教授的团队已经成功地开发出了一种纳米复合材料（liào），这（zhè）种纳米复合材料能够支持（chí）外生细菌的生长，同（tóng）时还能以（yǐ）可（kě）控的方（fāng）式传导电流（liú）。"我们制作了一种多孔水（shuǐ）凝胶，由（yóu）碳（tàn）纳米管和二氧化硅纳米颗粒组成的多孔水凝胶由DNA股（gǔ）交织（zhī）而成，"Niemeyer说。然后，研究小组在支架上添加了Shewanella oneidensis细菌和液体营养介质。而这种材料和微生（shēng）物的（de）组合起了作（zuò）用。

"Shewanella oneidensis在导电（diàn）材料中的培养表明，外（wài）电性（xìng）细菌会在（zài）支（zhī）架（jià）上沉（chén）淀，而其他（tā）细菌，如大肠杆（gǎn）菌，则留在基（jī）体（tǐ）表面，"微生物学家（jiā）Johannes Gescher教授解释说。此外，研（yán）究小组证明，随（suí）着（zhe）沉淀在导电合（hé）成基体上的细菌细胞数量（liàng）的增加，电流（liú）也会（huì）增加。这种生物（wù）混合基体在数天内保持稳定（dìng），并表现出（chū）了（le）电（diàn）化学活性，这证实了这种（zhǒng）合成（chéng）基体可以有效地将细菌产生的电（diàn）子传导到电（diàn）极上。

这样的系统不仅要有（yǒu）导电性，还必须能够控制这个过程（chéng）。这一点在实验中得（dé）到了（le）实现。为（wéi）了关闭电流，研究（jiū）人员（yuán）在（zài）实验中加入了一种能切割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（shù）了（le）这样一种复杂的、功能性的生物（wù）杂（zá）交材（cái）料（liào）。总的来说，我们的研究（jiū）结果表明，这种材（cái）料的潜在应（yīng）用甚至可能超越（yuè）微生物生物传感（gǎn）器（qì）、生（shēng）物（wù）反应器和（hé）燃料（liào）电池系统，"Niemeyer强（qiáng）调说（shuō）。