Провода для «зеленой» электроники предоставят бактерии
Биологи Массачусетского университета в Амхерсте открыли новый тип протеиновых волокон, каковые применяют бактерии для электрического подключения к минералам и другим микробам. Эти естественные нанопроводники окажут помощь ускорить разработку экологичных проводящих материалов для электронной индустрии.
До последнего времени в лаборатории университета изучались нанопровода лишь одной разновидности бактерий, Geobacter sulfurreducens. Наряду с этим, учёных в первую очередь интересовало, для чего микробам пригодилось синтезировать провода. В новой работе, размещённой в микробиологическом издании mBio, в первый раз главное внимание уделялось электрическим особенностям протеинового материала нанопроводов и возможностям их применения на практике.
Авторы проанализировали широкий круг проводящих волокон, создаваемых разными штаммами геобактерий. Для этого они модифицировали G. sulfurreducens, вводя в неё гены, несущие ответственность за формирование нанопроводников у вторых микробов.
Они установили, что один из микроорганизмов синтезирует нанопровода с электропроводностью в 5 тыс. раз выше, чем у волокон G. sulfurreducens. По необычному стечению событий эта разновидность — Geobacter metallireducens — была самой первой из анаэробных бактерий, выделенных в чистом виде.
Очень высокую электропроводность нового органического материала исследователи связывают с обилием в нём ароматических аминокислот. Громадная плотность бензольных колец, по их догадке, создаёт оптимальные условия для передачи электронов на протяжении протеинового волокна.
Как отметил один из авторов публикации, Дерек Лоули (Derek Lovley), три десятка лет назад взявший чистую культуру G. metallireducens из ила реки Потомак, химический синтез нанопроводов в лабораториях требует токсичных химикатов, больших температур, дорогих металлов и сопряжён с громадным расходом энергии. Наоборот, микробные нанопровода полностью нетоксичны и их возможно массово создавать в биореакторах при комнатной температуре из недорогих возобновляемых компонентов, затрачивая на это значительно меньше энергии.
