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生物智造：中國上海科學傢打一束光，讓細菌“打工”畫納米電路

據澎湃新聞4月24日報道，中國科學傢日前用細菌來搬運、排列量子點，解決這一塗層問題。他們用該技術畫的電路，制備瞭叉指電極陣列，並證明其可作為觸碰開關使用。

但更大的亮點在於，中國科學傢率先開發出光控技術，對上述制造過程實現精細控制，其量子點塗層的最小佈陣精度已可達100 μm（微米，一百萬分之一米）。

“將該技術應用到芯片設計以及人工光合作用體系上，是我們的長遠目標。”4月23日，主導完成這一研究的上海科技大學助理教授、研究員鐘超這樣告訴記者。

該研究的論文日前發表在國際學術期刊《先進材料》（Advanced Materials）上，並入選當期內封面文章，獲其官網重點推薦。



發表在國際學術期刊《先進材料》的內封面：鐘超團隊利用生物被膜的動態自組裝實現瞭無機納米物件材料的模板化以及時空可控的自組裝，其組裝過程具備動態調控，環境自適應和多級復合等特性。

細菌來當搬運工、粉刷匠

量子點被稱為“人工原子”，它是納米級的半導體材料顆粒，目前備受人們關註。它正逐漸被應用於生物醫藥、光電設備等領域。

含有量子點材料的QLED被認為可能是下一代手機屏幕、電視屏幕，因為成本更低、色彩飽和度更高等特性，將取代iphoneX等抽油煙機清洗廠商新款手機使用的OLED屏。

這些新的手機、太陽能面板的優越性能依賴於均勻的量子點塗層。

但如何將納米大小的量子點根據設計，均勻地沉積在襯底上，形成塗層？傳統的工業制造技術是光刻、磁控濺射、蒸鍍等方法。

在鐘超團隊完成的這一研究中，把細小的量子點刷成塗層的“粉刷匠”、“搬運工”是大腸桿菌。它是人們日常生後中最常遇到的細菌，棒狀。它寄居在每個人的腸道裡。

但大腸桿菌為什麼可以搬靜電機安裝實例,靜電除油煙機安裝實例,靜電油煙處理機安裝實例運量子點等納米顆粒，是吃進去嗎？

鐘超帶領的研究團隊通過基因操作，對大腸桿菌分泌的一種蛋白——CsgA進行瞭修飾，使CsgA蛋白能夠識別、結合經過金屬配位化學修飾的無機納米材料“量子點”。

這就建立瞭大腸桿菌與量子點的聯系。當大腸桿菌分泌CsgA蛋白形成生物被膜時，量子點就連在CsgA蛋白上，像一個個葫蘆一樣，掛在生物被膜這個“毯子”的細絲或藤蔓上，形成塗層。



量子點塗層多層疊合

鐘超表示，因為CsgA蛋白首先組成纖維，纖維再排列形成被膜。一個纖維的亞單位——CsgA蛋白——識別一個納米顆粒。因此，量子點在纖維上排列得非常規則，而非堆在一起。通過顯微鏡可以看到，量子點塗層非常規整。

隨著生物被膜一層層增厚，量子點塗層可以隨之疊加。研究人員可以按照時間順序，定量加入不同的量子點，如紅色的CdSeS @ ZnS量子點、綠色的CdZnSeS @ ZnS量子點、藍色的CdZnS @ ZnS量子點等，以形成不同的塗層，並按照設計“圖紙”，疊合在一起。

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