Рави Сараф (Ravi Saraf) и Викас Берри (Vikas Berry) из университета Небраски (University of Nebraska — Lincoln) впервые напрямую интегрировали бактерию в электрическую схему.

В экспериментальном чипе бактерии, подсоединённые непосредственно к схеме, выступили в роли датчиков влажности.

Как пишут авторы этой работы, ранее предпринимались аналогичные эксперименты по интеграции в микросхемы бактерий, в частности, для обнаружения с их помощью определённых загрязняющих или отравляющих веществ.

Однако до сих пор такая интеграция не предусматривала прямое подключение бактерии к электрическим проводникам. Например, исследователи заставляли бактерии светиться в присутствии нужных веществ, а фотодатчики фиксировали это свечение и давали сигнал схеме. В новой работе применён совсем иной принцип.

 

Устройство создали из стандартного кремниевого чипа инкрустированного золотыми электродами. Сначала на него нанесли слой бактерий Bacillus cereus, которые сгруппировались, чтобы создать мостики между электродами.

Тогда исследователи ополоснули схему в растворе золотых частиц, каждая из которых имела размер приблизительно 30 нанометров и была покрыта пептидами, чтобы помочь ей прикрепиться к бактерии.

Получившийся слой золотых наночастиц выступал в роли проводника. Повышение уровня влажности заставляло бактерии немного раздуваться, что увеличивало расстояние между соседними частицами золота до 0,2 нанометра. В результате электронам было тяжелее прыгать от одной частицы к другой, и ток через схему уменьшался.

Устройство оказалось более чувствительным, чем обычные датчики влажности: изменение её уровня с 20% до 0% увеличивало ток, текущий через устройство, в 40 раз; тогда как в полностью электронном устройстве он менялся лишь в десять раз.

Это свойство может быть полезным в ситуациях, когда очень маленькие изменения влажности в относительно сухой атмосфере крайне важны. Учёные полагают, что эта работа — важный шаг на пути создания разнообразных биологических микросхем.

Инф. membrana