Учёные из Антверпена выяснили, как кабельные бактерии выращивают проводящие волокна
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Учёные из Антверпенского университета выяснили, как кабельные бактерии формируют проводящие волокна с металл-органическим каркасом на основе никеля. Бактерии создают эти структуры в водной среде при комнатной температуре, достигая проводимости до 15 000 См/см в отдельных нанолентах. Открытие может привести к созданию гибкой печатной электроники на основе биологических проводящих чернил.
Ключевые факты
- Кабельные бактерии проводят электрический ток на расстояния, в тысячи раз превышающие длину собственной клетки.
- Внутри каждого проводящего волокна находится около 11 нанолент толщиной примерно 1,4 нм, скрученных по принципу многожильного кабеля.
- Проводящей основой является соединение NiBiD — атом никеля, связанный с четырьмя атомами серы в органической молекуле, то есть металл-органический каркас, который ранее считали исключительно лабораторным материалом.
- Проводимость отдельных нанолент составляет от 150 до 15 000 См/см, тогда как для целых бактериальных волокон ранее измеряли около 500 См/см.
Структура проводящих волокон
Кабельные бактерии живут в речном и морском иле, образуя цепочки длиной до нескольких сантиметров. Клетки в глубине осадка получают электроны из сероводорода, а находящиеся ближе к поверхности передают их кислороду, поэтому электрический ток проходит по волокнам через всю цепочку. С помощью электронной микроскопии, рентгеновской спектроскопии и компьютерного моделирования исследователи обнаружили, что внутри каждого проводящего волокна находится около 11 нанолент толщиной примерно 1,4 нм, скрученных по принципу многожильного кабеля. Проводящей основой оказалось соединение NiBiD — атом никеля, связанный с четырьмя атомами серы в органической молекуле.
Проводимость и возможные применения
По сути, бактерии самостоятельно создают металл-органический каркас, причём делают это в водной среде при комнатной температуре. Если рассчитывать проводимость непосредственно для нанолент, она составляет от 150 до 15 000 См/см, тогда как ранее для целых бактериальных волокон измеряли около 500 См/см. Исследователи пока не рассматривают материал как замену промышленным проводникам, но изучают возможность подключать отдельные наноленты к микроэлектродам для точного измерения их свойств. Потенциальным применением может стать гибкая печатная электроника, где биологический материал использовался бы в качестве проводящих чернил.
1 источник
Время · отставание