Модифицированные бактерии могут стать производителями наноэлектроники - «Наука и технологии»

Если человеку ввести вещество под названием триптофан, то он почувствует сонливость и быстро заснет. Но если дать это же самое вещество бактериям, специально модифицированным на генетическом уровне специалистами из Массачусетского университета в Амхерсте (University of Massachusetts Amherst), то они начнут производить крошечные электрические проводники, которые однажды смогут стать элементами не менее крошечных наноэлектронных схем.

Около пятнадцати лет назад ученые заметили, что бактерии вида Geobacter, бактерии, которые живут в почве, под влиянием некоторых факторов начинают производить белковые нанонити, богатые железосодержащими веществами. Из-за такого состава эти нити являются электрическими проводниками, пусть и имеющими достаточно высокое электрическое сопротивление. "Когда мы узнали больше о работе нанопроводников, произведенных бактериями, у нас родилась идея касательно того, как это все можно улучшить" - рассказывает Дерек Лавли (Derek Lovely), ученый-микробиолог из Массачусетского университета.

Для того, чтобы реализовать свою идею, ученые вырастили особый штамм бактерий Geobacter, в клетках которых содержался триптофан в достаточно высокой концентрации. Это вещество, молекулы которого способны транспортировать электроны, будучи включенным в белковые цепочки, существенно увеличило электрическую проводимость материала, производимого бактериями.

При наличии достаточного количества триптофана бактерии Geobacter производят нанопроводники, удельная электрическая проводимость которых была в 2 тысячи раз выше, нежели у нанопроводников, произведенных не модифицированными бактериями. Каждый нанопроводник имеет диаметр около 1.5 нанометров и это в 60 тысяч раз тоньше человеческого волоса.

Обычно для получения нанопроводников, обладающих схожими с бактериальными нанопроводниками размерами и электрическими параметрами, требуются сложные технологические процессы, в которых используются весьма и весьма токсичные материалы. Новый биологический способ изготовления нанопроводников является экологически чистым и не наносит окружающей среде ни малейшего урона. "Для того, чтобы удовлетворить растущие потребности производства радиоэлектронных устройств, требуются новые источники материалов высокой чистоты" - рассказывает Дерек Лавли, - "И специально модифицированные бактерии имеют большой шанс выступить в роли таких источников".

Если ученым удастся разработать технологию, позволяющую использовать на практике нанопроводники, созданные модифицированными бактериями, из этих нанопроводников можно будет изготавливать электрические проводники, транзисторы, конденсаторы и прочие компоненты электронных схем, вычислительных устройств, солнечных батарей и датчиков. При этом, вся электроника такого типа будет полностью биологически совместима и ее можно будет использовать в устройствах медицинского назначения.