新材料科学家用细菌开发出柔性活液晶

2019-08-15 18:50:32 来源: 宁波信息港

  日前,来自肯特州立大学和阿贡国家实验室的研究人员合作,把活细菌和无生命的溶致液晶(LLCs,一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶)结合在一起,开发出一种新型主动材料 活液晶,有望提高生物传感器性能,在疾病早期诊断方面很有前景。相关研究论文刊登在了近期出版的《PNAS》杂志上。

  活细菌在水基无毒的液晶中游泳,细菌和液晶之间的互动作用形成了一种新型软物质:活液晶。活液晶是活生物与机械材料的混合,是一种新兴的柔性工程复合材料,能在外部刺激下运动并改变自身结构和性质,而且能像真正的生物似的,从环境中吸取能量转化存储,用来驱动整个系统运动。从仿生微型机器、传感器到自组装微型机器人,这种功能在许多应用中都非常关键。

  此外,活液晶还有着的光学属性。它能提供一种媒介,能放大微米和纳米水平的微小反应,这是分子和病毒相互作用的层面,并能对这些反应进行光学探测和分析。这些特性让生物液晶非常适合用于制造传感设备,监测癌症生长、感染等生物生理过程。在本研究中,通过液晶双折射,只需一台简单的偏振显微镜,就能清晰看到24纳米粗细的细菌鞭毛(人头发的1/4000)的旋转运动。

  研究人员指出,通过控制系统中的可变因素,比如细菌能获得的氧气量、混合物浓度或温度,可以控制和引导细菌主动运动。由此带来一个新的设计方向:制造微流生物传感器。疾病初期容易治愈,早期诊断能让大部分疾病得到经济有效的治疗。而微流技术作为一种疾病初期的探测手段,也变得越来越重要。

  论文作者、肯特州立大学博士生周爽(ShuangZhou,音译)表示: 据我们所知,在以往的实验物理学中还没有人做过这样的系统工作。这种新材料有许多潜在的应用,但目前直接的用途是用来设计新型生物传感器。这只是从一个打开了的宝库中刚掘出桶金,还有更多事情等着去做。

  原文检索:

  ShuangZhou,AndreySokolov,vrentovich,AS,January1 ,2014;doi:10.107 /pnas.1

婚礼纪B+轮融资:复星昆仲领投经纬和祥峰继续跟投
即将改变半导体行业3DIC晶圆商用大有可为
广州财务培训
本文标签: