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活细胞和细菌和有机电子产品

发布时间:2019-02-01 14:59:35 来源:

将细菌添加到电化学系统通常是将化学能转化为电的环境敏感手段。应用包括水净化,生物电子学,生物传感器,以及燃料电池中能量的收集和储存。该方法的小型化遇到的一个问题是高信号强度需要大电极和大量液体。

林雪平大学的研究人员和美国加利福尼亚州伯克利市劳伦斯伯克利国家实验室的同事现已开发出一种方法,将电活性细菌Shewanella oneidensis嵌入PEDOT:PSS,一种导电聚合物,位于碳基质上毡。

研究人员将结果称为“多层导电细菌复合膜”,缩写为MCBF。薄膜的显微分析显示细菌和导电聚合物的交错结构,其厚度可达80微米,比没有这种特定技术的情况厚得多。

“我们的实验表明,超过90%的细菌是可行的,并且MCBF增加了外部电路中的电子流动。当我们的薄膜用作微生物电化学电池中的阳极时,电流比它高20倍。当使用未经修改的阳极时,并且至少持续数天,“林雪平大学研究员兼科学报告最近发表的科学文章的主要作者之一GáborMéhes说。

以前的工作已经测试了碳纳米管以增加阳极表面积,但结果很差。

将生物过程与可读电信号耦合的可能性也是有价值的,例如对于需要快速响应时间,低能耗和使用许多不同受体的能力的环境传感器。研究人员最近展示了如何利用Shewanella oneidensis产生电流来响应砷,阿拉伯糖(一种糖)和有机酸等。

“这种技术代表了一种”活体电极“,其中电极材料和细菌合并成一个电子生物膜。当我们发现更多关于细菌在我们自己的健康和健康中发挥的重要作用时,这些活体电极很可能会变成用于开发新形式的生物电子技术和疗法的多功能和适应性工具,“有机电子实验室有机生物电子学首席研究员Daniel Simon说。

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